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可用于生產(chǎn)線(xiàn)的工業(yè)機器人研究
作者：
時(shí)間：2013-11-04
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1簡(jiǎn)介
隨著(zhù)信息技術(shù)、材料技術(shù)、新能源技術(shù)等新技術(shù)與制造技術(shù)的相互交叉、滲透、融合，現在的制造業(yè)與過(guò)去相比有了許多重大而深刻的變化。El益增長(cháng)的復雜性是現在制造業(yè)的一個(gè)重要特點(diǎn)，這不僅表現在制造系統中，還表現在所制造的產(chǎn)品，制造過(guò)程以及企業(yè)的結構中。這種復雜性為工業(yè)機器人的發(fā)展提供了一個(gè)好的機遇，當然，也是一種挑戰!東莞理工學(xué)院處于東莞松山湖高新開(kāi)發(fā)區，東莞作為一個(gè)現代制造業(yè)名城，正處于產(chǎn)業(yè)轉型的最關(guān)鍵時(shí)期，如果能適時(shí)的把工業(yè)機器人應用到各企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的改造中，無(wú)疑將有著(zhù)巨大的空間和前景。
本工業(yè)機器人是一種精密型裝配機器人，采用四軸伺服電機驅動(dòng)控制，實(shí)現四軸空間聯(lián)動(dòng)，配置不同工具包可實(shí)現搬運、碼垛、裝配等工作，具有速度快、精度高、柔性好等特點(diǎn)，采用交流伺機服電機驅動(dòng)，由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動(dòng)系統和傳感裝置構成：
（1）操作機：通過(guò)有限元分析、模態(tài)分析及仿真設計等現代設計方法的運用，機器人操作機已實(shí)現了優(yōu)化設計。
（2）控制器：由開(kāi)始應用香港固高科技有限公司的GT系列運動(dòng)控制器到自主開(kāi)發(fā)基于A(yíng)RM9的控制器，并且實(shí)現了軟件伺服和全數字控制。
（3）伺服驅動(dòng)系統：采用富士伺服器。
（4）傳感裝置：正在嘗試使用激光傳感器、視覺(jué)傳感器和力傳感器在機器人系統中應用，這樣就能實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應性。
（5）網(wǎng)絡(luò )通信：機器人控制器已實(shí)現了與Canbus、Profibus總線(xiàn)及一些網(wǎng)絡(luò )的連接，使機器人由過(guò)去的獨立應用向網(wǎng)絡(luò )化應用邁進(jìn)了一大步，也使機器人由過(guò)去的專(zhuān)用設備向標準化設備發(fā)展。
2數據通信方式
由于串行通信所用的傳輸線(xiàn)少，傳輸的距離長(cháng)，有利于實(shí)時(shí)控制和管理，所以本系統采用了串行通信方式，“串行通信”時(shí)，數據在一根數據線(xiàn)上～位一位地進(jìn)行傳輸，每一位數據都占用某一固定的時(shí)間段，但由于計算機CPU與接口之間按并行方式傳輸，接口與外設之間按串行方式傳輸，因此在串行接口中必須有“接受移位寄存器”和“發(fā)送移位寄存器”，負責串行數據和并行數據間的轉換，能夠完成“串——>并”轉換功能的電路稱(chēng)為“通用異步收發(fā)器”。在傳輸的速度上，串行通信明顯低于并口通信，但是串行通信的成本低、通信距離長(cháng)的優(yōu)勢是顯而易見(jiàn)的。
信息傳輸在一個(gè)方向上只占用一根通信線(xiàn)，這根線(xiàn)既作數據線(xiàn)又作聯(lián)絡(luò )線(xiàn)，上位機與機器人間的協(xié)議按照如下三個(gè)級別來(lái)組織的。
（1）物理層：是指用來(lái)執行這種通信的硬件，包括數據線(xiàn)和控制線(xiàn)本系統中采用RS232串口，機器人一端為9針D形接頭，另一端RJ-45接頭連到了終端服務(wù)器TerminalServer擴展的串行接口上，然后通過(guò)終端服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )接口與FMS局域網(wǎng)相連、最終實(shí)現與機器人控制算機的連接。硬件平臺如圖1。
（2）數據鏈路層：該層是一種低級的通信協(xié)議，該協(xié)議利用發(fā)送與接受特殊的控制字符確保信息可靠的發(fā)送。工業(yè)機器人控制器與上位計算機之間的信息交換由字符串組成，該字符串包括實(shí)際要交換的信息以及附加的控制字符，附加字符是必須的，以便接受設備能夠決定是否已接受到一個(gè)完整的信息。發(fā)送一個(gè)機器人的控制指令，需要經(jīng)過(guò)以下六個(gè)階段：發(fā)送開(kāi)相、打包發(fā)送、發(fā)送閉相、接受開(kāi)相、接受解包和接受閉相。
（3）應用層：該層是一種高級的通信協(xié)議，該協(xié)議定義了每一種信息的內容以及每一種信息的響應。機器人控制器接受到一個(gè)信息后，信息必須由其控制器負責譯碼，并作出相應的動(dòng)作，能夠響應上位計算機信息指令的軟件就稱(chēng)為應用級協(xié)議。在本系統中，主要由上位機發(fā)送L0ADV、SAVEV、JwAIT、START四類(lèi)指令，實(shí)現微機啟動(dòng)機器人并進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。
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