基于CAN總線(xiàn)控制伺服的碼垛機器人系統

　　CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)絡(luò )，屬于總線(xiàn)式串行通信網(wǎng)絡(luò )，其成本低，安裝方便，主要用于各種設備監測及控制。其優(yōu)點(diǎn)如下：

　?、貱AN總線(xiàn)可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò )上任意一個(gè)節點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向其他節點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通訊方式靈活。還可分成不同的優(yōu)先級，以滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求。

　?、诳梢渣c(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送和接收數據。其傳輸速率可達1 MIbps，傳輸距離可達40 m。速率5 kbps時(shí)，距離可達10 km。

　?、鄄捎枚處Y構，每幀字節數最多為8個(gè)，可滿(mǎn)足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數據的要求。傳輸n寸l盲-I短，受干擾少。

　?、懿捎貌粴w零(NRZ)編碼／解碼方式，并采用位填充技術(shù)。

　?、莶捎醚h(huán)冗余碼校驗(CR)c、幀檢測、信號出錯檢測、總線(xiàn)監控、位填充等5種錯誤監測和糾錯措施，從而達到很高的可靠性。

　?、奘褂煤?jiǎn)單方便。許多CAN控制器芯片如PCA82C200、SJAl000、8XC592等及一些DSP與單片機的片內(on—chip)CAN模塊實(shí)現了CAN的物理層及數據鏈路層的大部分，用戶(hù)只需要做兩件事：即對CAN控制器進(jìn)行初始化和對CAN總線(xiàn)上的數據進(jìn)行收發(fā)操作。⑦配置靈活，系統可擴充性好。CAN總線(xiàn)是基于發(fā)送報文的編碼，而不是對CAN控制節點(diǎn)進(jìn)行編碼，故增刪CAN的控制節點(diǎn)不會(huì )對系統造成太大的影響。

　　本文介紹筆者為滿(mǎn)足武漢某鋼鐵集團硅鋼乍產(chǎn)線(xiàn)工藝要求所設計的一種基于CAN總線(xiàn)控制伺服的碼垛機器人系統(圖1)。具體參數要求如下：①行程：x軸2 000 mm，Y軸800 mm，Z軸800 mm，A軸_+3600，手抓張合30 mm；②最大負載重量為2 kg，額定負載1kg；每垛共20層，垛高200 mm，工件層與層間90°角交叉排放；④最快運行速度為800 mm／s，平均運行速度為500 mm／s；定位精度0.1 mm。

圖1機器人系統圖示

1 系統構成

　　(1)機器人采用德國RobWorker四軸(X、Y、Z直線(xiàn)軸和A旋轉軸)直角式坐標機器人，其機械手根據抓取工件的尺寸及抓取空間來(lái)設計，要求結果簡(jiǎn)單、可靠、輕便。

　　(2)電動(dòng)機采用法國施耐德公司的Lexium05A系列伺服電動(dòng)機和德國百格拉步進(jìn)電動(dòng)機。

　　(3)觸摸屏采用臺灣WinView的觸摸屏MT508TV45 WV

　　(4)減速機根據各軸的運動(dòng)速度、扭矩及轉動(dòng)慣量，系統設計時(shí)在x、y、Z軸上各自加一臺減速機。

　　(5)中央處理器采用施耐德公司TSX Micro系列PLC：TSX 3721。

　　(6)CAN總線(xiàn)通信適配卡TSXCPPI 10。

　　(7)施耐德PLC編程軟件PL7 V4．4，施耐德伺服調試軟件Powersuit，通訊組態(tài)軟件Sycon。