抛光直角坐标机器人控制系统设计.pdf

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1、机械设计与制造第9期2ooMachineryDesign&Manufacture2013年9月抛光直角坐标机器人控制系统设计金鹏，刘建新，史素敏(西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039)摘要：抛光加工是曲面类零件生产过程中非常重要的一个环节。考虑到使用的通用性和成本控制的要求，设计了一种基于直角坐标机器人的自动抛光系统。整个控制系统基于PC+PLC+HMI的架构，利用PC进行插补等复杂计算，使用PLC输出脉冲对伺服电机进行定位控制，昆仑触摸屏TPC1063H用于对运动过程进行监控。所设计控制系统能保证抛光刀具以

2、正确的姿态、准确的位置和合适的抛光力进行工作。实践表明，所设计的控制系统能满足抛光系统使用要求，控制精度较高，成本也较低。关键词：模具抛光；直角坐标机器人；控制系统；柔性机构中图分类号：THI6文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)09—0200-03DesignofControlSystemforPolishingCartesianCoordinateRobotJINPeng，LIUJian-xin，SHISu-min(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，

3、XihuaUniversity，SichuanChengdu610039，China)Abstract：Polishingisaveryimportantprocessforsu~Cacepartproduction．Consideringthenseofcommonalityandcostcontrolrequirements，akindofautomaticpolishings~tembasedonCartesiancoordinaterobotisdesigned．Thepolishingcontrolsystemi

4、sconstructedbyPC，PLCandHMI，andPLCisusedtopositionsel'73omotor，andPCisusedtocompletecomplicatedcomputingsuch珊interpolationandetc．TPC1063Hisadoptedtodisplayinformationduringsystemrunningprocess．Polishingtoolcouldworkinthewayofcorrectposture，accuratelocationandproper

5、polishingforce．Practiceshowsthatthedesignedcontrols~temCansatisfythenserequirementsofpolishings，￡em．Besides，ithashighcontrolaccuracyandlowcost．KeyWords：MoldPolishing；RectangularCoordinateRobot；ControlSystem；CompliantActuator1引言直角坐模具抛光是模具加工过程中极其重要的工艺之一，其加工质量是影响模具表面

6、精度的关键因素，提高模具抛光技术是提升模具成型产品质量的最有效途径之一。目前，模具抛光多采用手工加工，抛光质量和生产效率难以提高Il-31。模具抛光主要分为机械抛光方式和非机械抛光方式。非机械抛光主要包括等离柔顺机子抛光、液体喷射抛光、电化学抛光、磁体抛光、激光抛光、超声工件抛光、气囊抛光以及多种方式混合抛光等；机械抛光主要包括传图1基于直角坐标机器人的自动抛光系统结构统的磨头机械抛光、机构辅助抛光等方法[41。虽然现在各种各样Fig．1AutomaticPolishingSystemStructureBasedOnCar

7、tesianCoordinaterobot的抛光方法均有使用，但是由于成本问题以及适用范围等因素控制系统的核心就是利用PLC对伺服电机的控制，通过直使很多的设计方案并没有大规模投入到实际生产。考虑到使用角坐标机器人的运动，使抛光刀具到达准确的加工位置；利用的通用性和成本控制的要求，设计了一种基于直角坐标机器人的PLC对气缸构成柔顺机构的控制可以使抛光刀具达到准确的加自动抛光系统。工姿态；由刀具端部的传感器可以检测出抛光力的大小，从而通2系统总体方案设计过这个传感器的反馈信号可以控制抛光力的大小。基于直角坐标机器人的自动抛光

8、系统的总体结构，如图1控制系统采用PC+PLC的架构，如图2所示。PC机作为上位所示。该系统机械部分主要包括直角坐标机器人本体、抛光用机。主要完成待抛光工件的数据采集、抛光力的检测、柔顺机构姿柔顺机构和抛光件工作台等三部分构成。态数据的采集、处理和插补运算等较复杂的数据处理过程。PLC来稿日期：2012