直角坐標機器人運動控制硬件和軟件的設(shè)計及實現(xiàn)-閱讀頁
2025-07-29 13:01本頁面
【正文】 ， 各個運動軸要完成直線和圓弧插補 運動， 因此其數(shù)控系統(tǒng)要按具體應(yīng)用要 求來選定其控制軸數(shù)量 。 末端執(zhí)行器 根據(jù)其具體應(yīng)用情況 ， 其手爪系統(tǒng)可能是氣動吸盤、氣動夾取手爪、電動夾取手爪、電磁吸取手爪、焊槍、膠槍、專用工具和檢測儀器等。 直角 坐標機器人的 結(jié)構(gòu) 和特點 針對 不同的應(yīng)用，實際上可以方便 快速 組合成不同的 維數(shù) ，各種行程和不同 帶載 能力的壁掛式、懸臂式、龍門式或者倒掛式 等 各種形式的直角坐標機器人 。 25 直角坐標 機器人 直角坐標 機器人 的 工作原理是 將 各軸電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為各軸的直線移動。由于 其結(jié)構(gòu) 特點 ， 主要 有 以下 優(yōu)點 ： 1) 任意 組合成各種樣式 ， 擴展能力強 ； 2) 超大行程 ： 采用 導(dǎo)軌 和 齒條傳動方式，可以方便的連成超大行程 ； 3) 負載能力強 ：單根直線運動單元的 負載 通常小于 200kg。當把 兩根或者 四根運動單元連接時，負載可以增加 到 數(shù)噸 ； 4) 高動態(tài)特性 ： 輕載 情況下 速度 可以達到 8m/s，加速度可以達到 ，工作效率相當 高 ； 5) 高精度 ：按照傳動方式配置整個行程內(nèi)的重復(fù) 定位 精度 ， 可以達到，甚至 ； 6) 經(jīng)濟 實用 ：對比關(guān)節(jié)機器人，直角坐標機器人結(jié)構(gòu)簡單，容易 讓 工作人員 學(xué)習(xí) ； 7) 壽命 長：直角坐標機器人的維護簡單，壽命可以達到 10 年 以上 ； 8) 應(yīng)用 廣泛 ：通過配置末端執(zhí)行器，可以 進行焊接、搬運、堆垛、檢測、探傷、貼標、打碼、噴涂和裝配等任務(wù) 。上位機， 指 工業(yè)控制計算機，它是 整個硬件的主控部分，負責(zé)界面管理和任務(wù)調(diào)度，協(xié)調(diào)系統(tǒng)其它部分 有效 地工作；而下位機是指 LMW401P 控制卡， 主要負責(zé)運動學(xué)計算 、 各 軸 的插補運算、發(fā)送脈沖 等功能。 LC5 控制 系統(tǒng)主要包括 以下 配件： PCI 運動 控制卡、接口卡、 62 芯 公對公屏蔽電纜線 、 加密狗、焊接軟件。 LMW401P 控制卡 控制卡 組成 LMW401P控制卡 采用標準 PCI接口， 外形尺寸為 147mm*105mm。其接線如圖 27所示。 圖 28 PCI 運動 卡布局示意圖 PCI 總線 PCI 總線 是 實現(xiàn)機器人運動控制系統(tǒng) 上位機 和下位機之間的通信以及上位機與 I/O 卡 的通信。 PCI 總線總線 主要有以下優(yōu)點： 1) 高帶寬， 最高時鐘頻率可以達到 33MHZ 2) 支持 32 位 和 64 位兩種 數(shù)據(jù)傳輸通道 3) 兼容 ISA、 EISA 多種 總線 4) 具有 自動配置功能，能夠為外設(shè)分配地址和 中斷 ，有力的避免可能的沖突 。 控制卡功能 原理 PCI 控制卡內(nèi)部硬件電路的核心處理器是。其中 RAM 用來 為變量、數(shù)組元素和應(yīng)用程序提供存儲空間；而 flash EEPROM 用來提高 變量、數(shù)組元素和應(yīng)用程序的非易失性存儲。 通用 I/O 接口 模塊 包含 8 位 可編程的 TTL 輸入 、 8 位 TTL 輸出和 觸發(fā)高速位置鎖存的輸入信號。 接口卡 的外部接口包括： 連接 計算機的 62 芯 接口， 24VDC 電源 供電接口 ， 4 路 脈沖運動軸接口， 20路 輸入接口， 8 路 繼電器輸出接口， PWM（ DA） 輸出 接口。運動軸 輸出 采用 “脈沖 +方向 ”模式 信號， PWM/DA 采用 同一信號源（ 通過 內(nèi)部電路切換） ， PWM 為 65KHZ 的 方波， DA 為 0~10V 的 模擬電壓，專用 輸入口 為低電平 (0V)觸發(fā) ，通用輸入口為高電平觸發(fā)， 8 路 繼電器輸出由常開、常閉兩種 輸出態(tài)開關(guān)（ 類似 單刀雙擲開關(guān)） 。 電源 供電 CN3 接口 引腳定義： 1 腳 輸入 +24VDC（ +24V） 2 腳 +24VDC 地 （ VGND） 接口板上的 CN3 接用戶提供的外部 24V開關(guān)電源， +24V接 24VDC， VGND接 24V 電源地， 24V 均與此電源相通，是給控制卡輸入 24V 直流電源，且只在CN3 端口輸入 24V，其他地方不需要輸入 24V。 +D C 2 4 VN OC O M控 制 卡 內(nèi) 部繼 電 器N C 圖 211 通用 輸出電路原理 示意圖 通用 輸入 信號 DI0~DI8 默認 為低電平有效，常高（ 12V） 輸入 ，觸發(fā) 電位 為低電平（ ） 。 ? 一共是 20 個通用輸入接口，接行程開關(guān)，回零動作，面板操作。 +D C 2 4 V控 制 卡 內(nèi) 部D I N 0V G N D 圖 212 通用 輸入接線圖 軸 脈沖輸出 軸 輸出通過 “脈沖 +方向 ”的 脈沖指令行事控制驅(qū)動器運動，最高脈沖頻率為 256kHz，脈沖 信號和 方向 信號波形如圖 213 所示： 圖 213 軸 信號輸出 AXIS1~4 引腳 信號 說明 1 PUL+ 脈沖正 2 PUL 脈沖負 3 DIR+ 方向正 4 DIR 方向負 5 +5V 信號輸出 +5V 6 GND 信號地 7 GND 信號地 8 +24V 24V 供電輸出 9 VGND 24V 供電地 附錄 A 典型接線 LC 控制器與步進電機的控制系統(tǒng)
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