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并聯(lián)機器人激光加工系統(tǒng)的開發(fā)(一)

星之球激光 來源:激光網(wǎng)2011-09-17 我要評論(0 )   

1 引言 (Introduction) 激光焊接 作為新的焊接工藝方法在汽車制造領(lǐng)域有大量成功的應(yīng)用, 顯示 出激光焊接強大的生命力和非常廣闊的應(yīng)用前景.采用并聯(lián)機構(gòu)可以進一步...

1 引言(Introduction)

  激光焊接作為新的焊接工藝方法在汽車制造領(lǐng)域有大量成功的應(yīng)用,顯示出激光焊接強大的生命力和非常廣闊的應(yīng)用前景.采用并聯(lián)機構(gòu)可以進一步提高機器人的負載/自重比,改善機器人的運動特性,使其結(jié)構(gòu)更加靈巧.利用并聯(lián)機構(gòu)剛度大、運動慣性小、精度高等優(yōu)點,實現(xiàn)高精度激光焊接加工,這是并聯(lián)機器人技術(shù)向激光焊接領(lǐng)域的拓展.

  傳統(tǒng)的數(shù)控加工軌跡控制概念都建立在笛卡兒坐標(biāo)系中,而并聯(lián)機器人的軌跡控制是由若干桿件的空間運動綜合而成的,若使機器人加工末端點實現(xiàn)所需要的運動,則必須在兩者之間進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換.另外,并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)和配置形式的多樣化使傳統(tǒng)數(shù)控的封閉式結(jié)構(gòu)不能滿足其需求,因此并聯(lián)機器人的控制系統(tǒng)必須是開放式結(jié)構(gòu).

   本項目研制的并聯(lián)機器人控制系統(tǒng)是以Linux 24.20+實時內(nèi)核RTLinux3.1作為實時軟件平臺的全軟件開放式數(shù)控系統(tǒng),該系統(tǒng)以C語言為編程語言編制數(shù)控系統(tǒng)軟件.由于引入了實時多任務(wù)機制,采用開放式的結(jié)構(gòu)框架,因此它可以實現(xiàn)特殊機構(gòu)構(gòu)型并聯(lián)機器人的高速、高精度控制.該系統(tǒng)適用于激光焊接、切割等對精度要求較高的加工應(yīng)用,其關(guān)鍵難點技術(shù)的研究突破,對于進一步開發(fā)激光焊接并聯(lián)機器人系統(tǒng)并實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化具有重要意義.

  2 系統(tǒng)組成(Components of the system)

  并聯(lián)機器人數(shù)控系統(tǒng)是一個實時多任務(wù)軟件系統(tǒng),它可以分為實時任務(wù)層和非實時任務(wù)層兩層.實時任務(wù)層包括插補計算模塊、位姿正反解模塊、速度處理模塊、電機控制模塊、軟PLC模塊、故障診斷及處理模塊等直接與數(shù)控加工相關(guān)的、對實時性要求較高的功能模塊,此層由RTLinux 實時子系統(tǒng)來處理;除此之外,對實時性要求不高的功能模塊,如人機交互模塊、參數(shù)配置模塊、代碼解釋模塊、加工模擬模塊、文件管理模塊等,為非實時任務(wù)層,由普通Linux內(nèi)核控制,數(shù)控系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)如圖1所示.這樣分層的好處是使實時任務(wù)和非實時任務(wù)運行在不同的進程空間,便于保證系統(tǒng)的實時性,系統(tǒng)層次分明,增強了開放性和靈活性,可以適應(yīng)多種實際應(yīng)用.

 

圖1 數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

  本數(shù)控系統(tǒng)以Linux2.4.20 + RTLinux3.1為操作系統(tǒng),PC機為平臺,上述的各種功能均由軟件完成,與外部伺服相連接的軸控制卡只是將PC機的數(shù)字量轉(zhuǎn)換以后輸出給伺服系統(tǒng),并將外部的反饋信息送入PC機,并不進行任何的計算.?dāng)?shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示.

 

圖2 數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

 

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