基于PMAC的混联贴片机器人控制特性研究.pdf

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1、基于PMAC的混联贴片机器人控制特性研究邢迟，胡友民，徐林森。(1．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074；2．常州先进制造技术研究所，江苏常州213164)ResearchofControlCharacteristicofMixed—connectionMounterBasedonPMACXINGChi，HUYou—min，XULin～shen(1．SchoolofMechanicalScienceandTechnology，HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan430074，China；2．Cha

2、ngzhouInstituteofAdvancedManufacturingTechnology，Changzhou213164，China)摘要：以四自由度混联贴片机器人控制特性为器。它采用Motorola公司的高性能数字信号处理研究对象，设计了一种基于多轴运动控制卡器DSP56001作为CPU，是目前世界上强大的运动(PMAC)的运动控制系统，并对混联机器人进行了控制器之一[1]。运动学分析和轨迹规划，描述了其控制流程，最后通1混联贴片机器人过样机进行了验证。使用结果表明，所研制的混联贴片机器人能满足电子封装中的贴片需求。混联贴片机器人以自主发明的并行导轨二自

3、由关键词：四自由度混联机器人；控制特性；运动度并联机构为基础，串接二自由度平动与转动串联学分析；贴片操作机构，构成四自由度混联机器人Ca-a]。并联机中图分类号：TP24器人刚度大、结构稳定和运动精度高；驱动装置安放文献标识码：A在机架或附近位置，运动部分重量轻、速度高和动态文章编号：1001—2257(2011)10—0051—02性能好；运动学逆解容易求出。串联型机器人，其工Abstract：ThecontroIcharacteristicsofa作空间大，运动灵活。混联机器人结合了两种优点，4DOFmixed—connectionmounterisstudi

4、edinthis结构简单、制造方便、成本低廉和控制解耦容易。paper．AcontrolsystembasedonPMACisde～2混联贴片机器人运动学分析signed．Thenthekinematiccharacteristicsofthismounterhavebeenanalyzed，thetrajectorywas混联贴片机器人机构简图如图1所示。滑块planned，itscontrolflowwasdescriped，andfinallyA、滑块CD分别由两个伺服电机通过同步带驱动；itwasverifiedbyprototype．Actualresu

5、ltsshowCDEF为一平行四边形机构，保证EF杆始终与CDthatthedevelopmentofamixed—connection杆平行；P点为贴片机真空吸嘴的安装位置，装有气mountercanmeettheneedsofelectronicpackaging缸和步进电机，气缸驱动Z轴方向的上下运动，步intheSMT．进电机驱动绕Z轴旋转运动。Keywords：4DOFmixed—connectionmounter；下面分析混联贴片机器人的运动学正逆解。图controlcharacteristic；kinematiccharacteristics；1中s

6、、Sc分别表示二滑块A、C在导轨上的x方SMTy0引言针对目前我国封装装备依赖进口的现状，开发了基于PMAC的贴片机器人及其控制系统。PMAC是美国DeItaTau公司推出的多轴运动控制0收稿日期：2011—05—27图1混联贴片机器人机构简图《机械与电子)2011(10)·51·人向位移；P(，，)表示末端执行器的位置；L，为+脉冲”的方式控制伺服电机和步进电机的转动，以AB杆长，L为FC杆长，L。为CD杆长，b为B、C及通过I／O口控制Z轴气缸的通、断气。控制系统两铰链之间的距离；设0(i一1，2)分别表示i杆与主要结构如图2所示。X轴正向夹角。其中，L一12

7、2．5mm，L一245图像采集卡HCCD~rL×2Hmm，b-u122．5mm，L3—160mm。H邋首先分析运动学逆解，即给定并联机构的位置工计业算控机制霍HP(，．y)，求二滑块的位置(Sn，S)。根据矢量方Lu接近开l程，将已知量代入其中，得运动学逆解为：fS(一一80—245cos02百lSA—S(．+122．5cos／?2—122．5cos0l图2混联贴片机器人控制系统结构其中，贴片时情形如图3所示。LED基板固定，上面0一arcsinYP的1，2，⋯，为LED贴放位置，P点为料腔每次送(2)料的位置，P。点为CCD摄像机，安装在基座上，作e02=~-a

8、rcsin