工業(yè)機器人澆鑄控制系統的設計與應用

2 工業(yè)機器人運動(dòng)學(xué)
從本文構建的軟件體系結構來(lái)看，控制核心層的一部分內容就是運動(dòng)學(xué)算法，本文設計的澆鑄控制系統已經(jīng)成功應用于東風(fēng)集團某廠(chǎng)的鋁制活塞的澆鑄生產(chǎn)，下面以其所使用的意大利法塔鋁UNO三軸澆鑄機器人為例建立機器人運動(dòng)學(xué)。機器人結構簡(jiǎn)圖和關(guān)節坐標系如圖5所示。

2.1 運動(dòng)學(xué)正解
機器人三個(gè)關(guān)節坐標軸(實(shí)軸)分別為關(guān)節1（控制機器人左右運動(dòng)）、關(guān)節2（控制機器人上下運動(dòng)）和關(guān)節4（控制機器人末端容器翻轉）。關(guān)節3并沒(méi)有驅動(dòng)單元，連桿與鉛直線(xiàn)的夾角?酌是一個(gè)確定的值。關(guān)節3的作用在于當機器人關(guān)節1和關(guān)節2運動(dòng)時(shí)，保證末端容器姿態(tài)不變，防止容器中高溫金屬液體潑濺造成不必要的損失。按照D-H方法建立運動(dòng)方程[4,5]，運動(dòng)學(xué)正解得到末端容器在機器人基坐標系中位姿矩陣
3 系統信號控制的實(shí)現
控制核心層的另外一個(gè)重要方面就是PLC。本文設計的澆鑄控制系統采用開(kāi)關(guān)量交換信號，簡(jiǎn)單易行，并能滿(mǎn)足工業(yè)機器人信號控制的應用需求。在前面提到的應用實(shí)例中，機器人系統與兩臺澆鑄機、兩臺鋁液熔爐和廢料箱構成的澆鑄系統進(jìn)行頻繁的信號交互。
3.1 澆鑄系統功能需求
工作過(guò)程中，澆鑄機器人運動(dòng)過(guò)程示意圖如圖6所示。