SCARA机器人控制系统的设计与研究

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1、机械设计与制造第5期162MachineryDesign&Manufacture2012年5月文章编号：1001—3997(20l2)05—0162—03SCARA机器人控制系统的设计与研究冰胡杰张铁(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)ThedesignandresearchofSCARArobotcontrolsystemHUJie．ZHANGTie(TheSchoolofMechanical&AutomotiveEngineering．SouthChinaUniversityofTechnol

2、ogy，Guangzhou510640，China)●$q、●、t1●一’+●+一’d■+J+一’d-^

3、●_tq、t++—●q、t、tq●_●、t、●1●、●、●_●_、●、●、●、●_●、●、‘、●_●1、●【摘要】与传统的工业控制器相比，开放式控制器具有更好的可控性和扩展性，并且PC+DSP运动控制卡模式已经成为机器人领域的主流控制方式。介绍了研究所自主研发的SCARA机器人控制系统的硬件构成，及软件系统结构；并详细介绍了离线编程模块、运动控制模块、状态监控模块和日志系统的实现方法。经验证：机器人系统可直接

4、生成加工工序或轨迹，并进行作业过程的仿真，同时应用多线程，实时监控并记录系统状态，提高运行效率和系统可靠性。关键词：SCARA机器人；PC+DSP；控制系统；线程【Abstract】Comparedwiththetraditionalindustrialcontroller，theopencontrollerhasbettercontrol-labilityandexpansibility，andthemodeofPC+DSPmovementcontrolCARDShasbecomethemainstreamin

5、thefieldofrobotcontro1．hintroducestheSoftwareandhardwarestructureofcontrolsystemaboutSCARArobotbeingdesignedindependentlybyresearchinstitute．andintroducesthemethodof嗡一lineprogrammingmodule，motioncontrolmodule，statemonitoringmoduleandlogsystem．Experimentsdemon

6、—stratethatrobotsystemcandirectlygenerateprocessingoperationsortrack，andsimulatetheprocessoftheoperations；Moreover，theefficiencyandsystemreliabilityCI7Itbeincreasedbyreal-timemonitoringandrecordingsystemstatuswiththreads．Keywords：SCARArobot；PC+DSP；Controlsyst

7、em；Threads中图分类号：TH16，TP242．2文献标识码：A状态监控l引言随着现代化工业生产的发展，对机器人控制器的开放性提出了更高的要求；而传统的采用专业计算机、专用机器人语言、专用操作系统和专用微处理器的封闭式控制器，因其软件的独立性差、软件结构和逻辑结构对硬件的依赖性强，而且难以实现在不同系统之间移植。因此介绍了一种基于DMCA的开放式的机器人控制系统，由工控机完成整个控制流程的协调和调度，而DMCA卡只用于机器人的运动控制，有效的增加了机器人运动的实时性翻；并将系统软件功能模块化，应用c#完成控

8、制系统的程序设计。经验证，该系统具备良好的可控性和扩展性，方便在不同的软、硬件平台图1控制系统硬件结构图之间进行移植。PC+DSP运动控制卡模式采用分级控制模式，能有效解决公2系统硬件平台构建用平台(如windowS)实时性差，难以保证计算周期在毫秒级的伺开放式控制器普遍采用PC为基础，而且基于PC的开放式服控制周期之内。而让运动控制卡处理速度很快的运动伺服控控制器主要分为4类：单PC控制模式；双PC控制模式；PC+DSP制，让Windows运行相对慢一些的任务(系统的文件管理、系统运动控制卡的控制模式；PC+分

9、布式控制器的控制模式。而随着参数设置、机器人语言的解释、示教检查、系统程序的协调调度、DSP技术的快速发展，并结合其具备集成性、兼容性和高速性，故障诊断、机器人运动学正逆解与插补运算等功能)。这种结构PC+DSP运动控制卡的控制模式在机器人控制领域应用也越来充分利用了上位机IPC丰富的资源和强大的运算能力和下位机越普及；因此我们选择PC+运动控制卡的模式。运动控制卡实时性