[發明專利]一種噴涂機器人工作站控制系統

在審

• 申請號: 201911124150.2
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110815244A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 繆宏;徐浩;戴敏;張燕軍;張善文;劉思幸;楊東輝;單翔;張琦;夏云帆;張玲聰;韓非;張永京;趙國才
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J13/00;B05B12/00
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

一種噴涂機器人工作站控制系統，屬于機器人噴涂技術領域，由站點主控制柜(MCP柜)、機器人控制柜、噴涂設備以及外部輔助設備四個部分組成，系統采用PMAC運動控制卡和基于PC?104總線的嵌入式PC方式實現并聯重載作業機器人控制功能，整個系統采用雙微機分級控制方式，即上級嵌入式PC負責系統管理、路徑規劃，下級PMAC運動控制器實現對各個關節的伺服控制。本發明可用于替代人工的面向噴涂自動化線的機器人工作站將有效縮短技術人員在惡劣環境下工作的時間長度，有利于促進和諧社會的建立。同時，在采用機器人工作站后，涂裝行業的自動化水平也將進一步提高，生產和運行管理水平將提高到國際先進水平，行業的核心競爭力將得到有效的提高。

技術領域

本發明屬于機器人噴涂技術領域，涉及一種機器人控制系統，特別是涉及一種噴涂機器人工作站控制系統。

背景技術

隨著物質水平的日益豐富，人們在關注產品內在質量的同時，對產品外觀的要求也越來越高。幾乎所有的機電產品在其制造過程中，都涉及到表面涂裝作業表面噴涂質量在影響產品的耐蝕性和使用壽命的同時，直接影響用戶對產品及品牌的認可度。規模與自動化程度各異的噴涂自動化線已經覆蓋國民經濟的各個領域。而現有的涂裝自動化線中，自動化主要體現在對物流的輸送層面，70%以上的上卸、轉掛工件作業均采用人工來完成，噪音大、工作乏味、勞動強度大。而噴涂作業機器人價格十分昂貴，致使我國現有涂裝線噴涂與補噴作業大都是以手工方式進行產品表面的噴涂作業，在此過程中產生的大量苯、醛類、胺類等造成環境污染的有害物質及氣體，影響到操作工人的身體健康及勞動情緒，因此噴涂質量受員工的技術水平、情緒等因素影響較大，造成噴漆工序的返噴率較高，制約了生產能力。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術中存在的不足，提出一種噴涂機器人工作站控制系統，可用于替代人工的面向噴涂自動化線的機器人工作站將有效縮短技術人員在惡劣環境下工作的時間長度，有利于提高生產和運行管理水平，可進一步提高行業的核心競爭力。

發明的技術方案是：一種噴涂機器人工作站控制系統，其特征在于：所述控制系統由MCP柜、機器人控制柜、噴涂設備以及外部輔助設備四個部分組成；噴涂設備與外部輔助設備，所需的電控元件分別安裝在所述機器人控制柜和MCP柜內，所述MCP柜與機器人控制柜之間通過電路接口與通信端口，實現對應控制指令的傳遞以及關信號的反饋與交互，控制系統采用PMAC運動控制卡和基于PC-104總線的嵌入式PC方式實現并聯重載作業機器人控制，采用雙微機分級控制方式，即上級嵌入式PC負責系統管理、路徑規劃，下級PMAC運動控制器實現對各個關節的伺服控制，為提高嵌入式PC與PMAC交換數據速度，使用帶雙端口RAM作為嵌入式PC和PMAC之間的高速緩沖區，將嵌入式PC內存中的軌跡數據下載到PMAC，或將關節位置的信息和伺服單元的狀態信息反饋回嵌入式PC，在控制系統硬件構成基礎上，建立傳遞函數模型，采用關節誤差反饋信息的多層、遞階式修正柔順控制算法，實現機器人良好的運動性能。。

所述控制系統采用Visual C++6.0作為軟件開發工具進行控制軟件開發，控制軟件采用模塊化設計，分為上位機功能模塊和下位機運動計算模塊部分，上位機功能模塊采用Visual C++6.0進行開發，通過PMAC的PTALK控件進行通訊，下位機軟件利用PMAC自身語言開發，利用其高速計算功能實現機器人工作站運動學計算、軌跡插補、運動伺服計算控制等。

所述噴涂設備選用SIMATICS7－1500PLC、CPU1513F-1PN 作為主控制器。

所述電控元件由工控機與PLC構成，電控元件安裝在MCP柜中，兩者之間借助相關軟件與通訊方式，建立人機交互界面，進行信息交互。

所述機器人控制柜中控制軟件開發使用Windows XP或Windows 2000系統作為操作系統。