机器人与独立变位机的协同控制研究与实现.pdf

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1、电气传动2016年第46卷第3期ELECTRICDRIVE2016Vol.46No.3机器人与独立变位机的协同控制研究与实现刘飞佚，佃松宜，向国菲，黄昊，王延博（四川大学电气信息学院，四川成都610065）摘要：针对当机器人与变位机分别使用两个独立的控制器时，其协同控制中时间同步难以保证的问题，提出了用时间轴将二者运动进行耦合的协同控制策略。先获取机器人在连续运动模式下的时间轴，并利用基于时间参考的电子凸轮技术对变位机进行运动规划，再由同一硬件触发信号启动二者的协同运动。在运用了该策略的9轴热喷涂系统上进行的实验结果表明，二者之间的运动时间同步满足系统要求，且变位机运行平稳，为实

2、现类似应用的协同运动控制提供了一种新思路。关键词：变位机；协同控制；电子凸轮；5次多项式中图分类号：TP242.2文献标识码：AResearchandImplementationonCoordinatedControlBetweenRobotandIndependentPositionerLIUFeiyi，DIANSongyi，XIANGGuofei，HUANGHao，WANGYanbo（SchoolofElectricalEngineeringandInformation，SichuanUniversity，Chengdu610065，Sichuan，China）Abstrac

3、t:Aimingattheproblemontimesynchronizationbetweenthemulti-axialpositionerandtherobotwhentheyareoperatedbytwoindependentcontrollers，acoordinatedcontrolstrategywhichcouplesthemotionoftherobotandthepositionerbasedonthetimeaxiswaspresented.Firstly，thetimeaxiswasobtainedwhentherobotworksinacontinuo

4、usmotionmode.Thenthemotionplanningforthepositionerwascompletedusingthetime-basedelectroniccamtechnology.Andatlast，theircoordinatedmotionwasstartedbythesamehardwarebuffersignal.Theexperimentresultfromthenine-axialsprayingsystemwithsuchstrategyshowsthatthemotiontimesynchronizationbetweentherobo

5、tandthepositionermeettherequirements，andthemotionofthepositionerissmooth.Accordingly，itsuppliesanewideaforrealizingthecoordinatedcontrolonsuchsimilarapplication.Keywords:positioner；coordinatedcontrol；electroniccam；quinticpolynomial随着工业机器人越来越多应用在焊接、喷涂由于一般工业机器人的扩展外轴数量及性等工业领域，零件复杂程度的增加和工艺需求的能难以满

6、足3轴变位机驱动的需求，变位机单独提升，促使使用多轴变位机的场合日益增多。机使用了控制器和驱动设备。为了满足喷涂质量，器人与变位机之间的协同过程主要有两种工作此系统要求二者运行时的同步时间误差小于20模式：一种为分步运动模式，通常应用在机器人ms，且两套设备均运行平稳。因此，在两套独立与变位机不需要严格协调运动的情况；另一种为控制器的作用下，确保机器人与变位机协同运动［1］同步运动模式，往往要求两者同步联动，如本文的高精度同步成为了保证喷涂质量的关键所在，所讨论的应用场合。而如何实现二者精确运行同步的相关文献鲜有9轴热喷涂联动系统的应用中，为了保证高报道。精度的热喷涂工艺，将3轴

7、变位机作为工件夹持文献［2］在规划好变位机控制点位的基础设备，采用同步运动模式，保证与机器人之间的上，采用脉冲控制的方式驱动变位机的电机运实时同步联动。行。该方法由于需要对脉冲进行精确控制来满基金项目：四川省高校院所应用成果转化计划资助项目（No.12DXYB171JH-002）作者简介：刘飞佚（1990-），男，硕士研究生，Email：JohnnyLiu911@163.com62刘飞佚，等：机器人与独立变位机的协同控制研究与实现电气传动2016年第46卷第3期［6］足变位机与机