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汽車制造

基于貝加萊控制系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人研發(fā)(二)

星之球激光 來源:貝加萊2012-05-21 我要評(píng)論(0 )   

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1機(jī)器人技術(shù)-T RF _Lib庫支持 機(jī)器人技術(shù)是由齊次轉(zhuǎn)換庫作為核心的,是在CNC基礎(chǔ)之上的一個(gè)應(yīng)用,對(duì)于六自由度機(jī)器人系統(tǒng),通過將X,Y,Z,Pitch,Yaw,Ro...

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

  3.1機(jī)器人技術(shù)-TRF_Lib庫支持

  機(jī)器人技術(shù)是由齊次轉(zhuǎn)換庫作為核心的,是在CNC基礎(chǔ)之上的一個(gè)應(yīng)用,對(duì)于六自由度機(jī)器人系統(tǒng),通過將X,Y,Z,Pitch,Yaw,Roll的各機(jī)器人軸轉(zhuǎn)換為CNC的軸控制,此轉(zhuǎn)換過程為一個(gè)多變量系統(tǒng)的耦合和解耦問題,通過傅立葉變換,將非實(shí)域的軸參數(shù)轉(zhuǎn)換為在實(shí)域中的參數(shù),因此,這個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)轉(zhuǎn)換庫Transfomer對(duì)于不同的機(jī)器人類型是不同的,B&R的系統(tǒng)可支持14種不同的機(jī)器人類型,如SCARA,Tripod,也包括奇瑞所使用全關(guān)節(jié)型6自由度機(jī)器人。

 系統(tǒng)框架圖 

圖3機(jī)器人系統(tǒng)框架圖

  3.2系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

  控制系統(tǒng)軟件主要分為人機(jī)界面與下位機(jī)兩部分。機(jī)器人系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖4所示

 軟件架構(gòu)圖 

圖4機(jī)器人系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

  3.2.1人機(jī)界面設(shè)計(jì)功能

  (1)主頁面

  主畫面

圖5主畫面

        主界面主要是機(jī)器人處于工作狀態(tài)時(shí)的界面,該頁面的主要功能是執(zhí)行程序,機(jī)器人進(jìn)入工作狀態(tài)??梢赃M(jìn)行中英文界面切換。主界面如圖5所示。

  (2)設(shè)置頁面功能設(shè)計(jì)

  編碼器清零

  管理示教點(diǎn)位置

  工具參數(shù)設(shè)置

  密碼修改

  I/O界面監(jiān)控,可對(duì)I/O進(jìn)行強(qiáng)制操作。

 ?。?)文件管理功能

 文件管理功能 

圖6文件管理畫面

  創(chuàng)建新的程序

  程序復(fù)制

  文件刪除

  程序加載

 ?。?)程序界面

  程序的編輯

  點(diǎn)的示教操作

  程序的試運(yùn)行

  (5)Move界面

  在該界面,對(duì)機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作,其可實(shí)現(xiàn)包括:

  機(jī)器人坐標(biāo)系的選擇

  設(shè)置機(jī)器人點(diǎn)動(dòng)速度

  實(shí)時(shí)顯示六個(gè)軸的位置狀態(tài)

機(jī)器人的Move畫面  

圖7奇瑞機(jī)器人的Move畫面

 ?。?)報(bào)警畫面

  當(dāng)前報(bào)警的清除

  歷史報(bào)警查詢

  (7)可視化的I/O維護(hù)界面

  對(duì)于奇瑞的機(jī)器人系統(tǒng),為了提高系統(tǒng)維護(hù)方面的簡便性,結(jié)合B&RX20系列本身所具有的可視功能,對(duì)每個(gè)I/O點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí),系統(tǒng)可自動(dòng)顯示故障點(diǎn)所在,給予現(xiàn)場維護(hù)人員直接的技術(shù)支持,及時(shí)的進(jìn)行處理。

 I/O維護(hù)界面 

圖8可視化的I/O維護(hù)界面

  3.3力矩前饋控制技術(shù)

  在機(jī)器人系統(tǒng)中普遍存在的問題就是當(dāng)機(jī)器處于高速運(yùn)行,并運(yùn)行范圍較大時(shí),則出現(xiàn)振動(dòng)和運(yùn)行軌跡偏差較大的現(xiàn)象,借助于B&R系統(tǒng)所具有的強(qiáng)大功能,工程師們對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,對(duì)影響抖動(dòng)和軌跡偏差的因素進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn),調(diào)整控制參數(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的抖動(dòng)降低和偏差問題。

  通過MATLAB/Simulink對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行建模,對(duì)機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸過程中的耦合過程進(jìn)行分析,尋找影響系統(tǒng)抖動(dòng)的因素,并通過力矩的前饋算法設(shè)計(jì),對(duì)這些軸耦合過程中的偏差和抖動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì),基于建模的MATLAB/Simulink建模后,其可通過StateflowWorkshop等工具自動(dòng)生成代碼,這些代碼可以直接導(dǎo)入到B&RAutomationStudio上可以直接運(yùn)行,這樣可以實(shí)現(xiàn)從仿真到硬件在環(huán)測(cè)試(HardwareIntheLoop)的直接運(yùn)行。

  力矩前饋控制技術(shù)是目前最先進(jìn)的解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中的抖動(dòng)和偏差的方案,借助控制系統(tǒng)的強(qiáng)大能力,得以在奇瑞的機(jī)器人上實(shí)現(xiàn),取得了非常明顯的效果。

  4、結(jié)論

  工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代制造業(yè)主要的自動(dòng)化裝備之一,使焊接自動(dòng)化取得了革命性進(jìn)步,在提升企業(yè)技術(shù)水平,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)等方面具有重大作用。這些年,隨著國內(nèi)汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的主要手段得以廣泛應(yīng)用。借助于POWERLINK通信技術(shù)、智能型的ACOPOSMulti驅(qū)動(dòng)器、高性能的APC820工控機(jī)以及多平臺(tái)性能的AutomationStudio軟件開發(fā)工具,使得基于貝加萊系統(tǒng)開發(fā)的這款機(jī)器人整體性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平,這是一個(gè)非常具有競爭力的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
 

 

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