SIASUN-RH06A弧焊机器人控制系统的研制

　　1 引言

　　为了国家863计划科研成果的推广应用，新松公司准备设计、制造40台的6kg工业机器人。该项目的特点为我公司自主开发、具有自有版权的弧焊机器人系统。为其配套的机器人控制器应具有低成本、高性能、可靠性好和便于使用的特点。该系统在硬件和软件上均采用模块化结构，以适应不同的弧焊机器人工作站的需要。在硬件上，采用全新设计的计算机控制系统、控制柜和编程示教盒。在软件上，采用软件工程的思想，实现以功能键驱动的全菜单操作的汉字机器人操作系统。全部程序采用模块化设计，C语言编程，系统具有很高的可靠性，通用性，可扩展性，可维护性。

　　SIASUN-RH06A弧焊机器人控制器吸取了原有的SIA-GRC通用机器人控制器的开发经验，具有通用性好、可靠性高、便于维护和易于操作的特点，可以适应机器人产业化的需要。

　　2 系统硬件结构设计

　　SIASUN-RH06A弧焊机器人控制器采用多CPU计算机结构，分为主计算机和编程示教盒(手控盒)。主计算机和编程示教盒通过串口进行异步通讯。主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。

　　系统采用模块化结构，根据需要可以配置成不同轴数机器人系统。

　　2.1 主计算机

　　主计算机采用工业级486DX4-100微型单板计算机，4M DRAM，3个16位定时计数器，两个串行口以及硬件看门狗定时器。

　　2.2 位置伺服

　　采用8254产生脉冲信号驱动具有标准脉冲接口的交流位置伺服单元，完成交流电机的控制。

　　2.3光电隔离数字I/O

　　提供32位光电隔离输入和32位光电隔离输出，满足输入输出信号的要求(可扩展)。

　　2.4主控逻辑

　　提供伺服控制逻辑和系统的连锁保护。

　　2.5码盘输入

　　采用大规模可编程逻辑阵列设计光电码盘的输入接口。

　　2.6弧焊接口

　　提供标准焊机控制接口，包括焊机电流、电压的控制，断弧、粘丝保护等。

　　3 人机接口的设计

　　为提高机器人系统的可操作性，对其人机交互部分进行了重新设计，该部分设计的好坏，直接影响到系统的使用。

　　针对我们的用户基本为国内的实际情况，采用汉字界面便于用户的使用，同时对原编程示教盒的按键和外型也进行了调整。

　　3.1　编程示教盒设计

　　编程示教盒是机器人控制器中人机交互的主要部件，它通过串行口与主计算机相联。编程示教盒的外型采用SolidEdge 进行三维CAD设计，符合人体工学的标准，大大提高了编程示教盒设计水平。编程示教盒由显示屏、54个按键和急停按钮组成，用单片机进行管理。显示屏采用320x240点阵的LCD图形显示器，可显示13行×20个汉字。