三轴台式工业机器人通用控制软件设计

三轴台式工业机器人通用控制软件设计

 

           本文主要以三轴台式工业机器人为平台，采用改进的栅格法进行加工工件的环境表示，利用不同优先级的权值进行路径规划，设计具备一定通用性的控制软件，避免了加工不同工件需重新编写程序的麻烦。

 

　　机器人系统框架

　　工业机器人系统通过控制软件发送指令给予SmartPAC运动控制器，由控制器根据相关指令转换为轴的驱动指令并传输给相应的轴伺服器，轴伺服器根据接收过来的指令控制轴以执行相关动作。参数输入端是由鼠标与键盘通过USB接口直接接入控制器，该控制器自带操作系统WinCE.控制软件在该运动控制器的WinCE环境下运行，通过输入端在控制软件上设定相关参数或进行操作，由通用控制软件分析并确定一条合适的加工路径。根据加工路径，得出相关指令集合，通过控制软件向轴依次发送指令，以达到加工工件的目的。

 

　　通用控制软件简介

　　该软件控制端所控制的机器人是由三个雅马哈单轴伺服器以及一个SmartPAC运动控制器相组合而成的三轴台式工业机器人。其中三轴分别命名为X，Y，Z，相互构成了一个立体空间。加工工件固定于Y轴上，处于XY平面之内。在加工工件上分布着N个加工点。

 

　　操作人员只需通过该软件控制端输入加工工件的模型，以及加工点的位置。通过栅格法加入树的形式对模型逐步分解，对加工点逐个确定，接下来从中分析出最佳路径，最佳路径以最短的时间内完成单位工件的加工为准。

 

　　该控制端软件工作于WindowsCE操作系统，在VisualStudio2005下使用C#语言进行开发。进入控制端软件首先进入的是窗体初始化函数。在窗体初始化函数中进行各轴的配置并启动轴，以确保各轴在开始工作之前就已回归零点位置。在回归零点位置之后，再将各轴关闭。这里需要注意的是，并不是在窗体初始化函数里面去等待轴回到零点再进行关闭各轴操作，而是在窗体定时器中去检测并关闭。否则，窗体将在相当长的一段时间之内会处于丢失焦点的状态，或窗体需等轴回到零点之后再出现。定时器是整个软件的一个核心部分，相当于软件的心脏，它承担着轴状态检测、加工工件计数、指令发送等功能。