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海天精工机床有限公司 海天精工博客

五轴数控加工中心软PLC控制系统的研究

软件精工是开放式精工系统发展的必然趋势,以软PLC实现传统PLC的控 制功能有利于进一步提升五轴精工机床精工系统的性能,增强精工系统的开放 性,缩小与国外软件精工的差距。因此本文在分析当前软PLC技术的基础上, 以通用的开发和运行平台对五轴精工加工中心中软PLC控制系统进行了研究,取得 了以下研究成果:

Delta机器人工作空间轨迹规划|加工中心

上述Delta机器人的关节空间轨迹规划及其动力学轨迹优化模型是对关节空间驱动 电机的轨迹规划及其动力学优化模型,动力学优化后,减小了所需驱动电机力矩和功率 的峰值。由图3-12可知,关节空间轨迹规划拟合曲线经过运动学正解转换得到的工作空 间拟合曲线,在末端执行器竖直方向运行阶段,x方向的速度、加速度拟合曲线稍有抖 动,拟合曲线的加速度峰值相差较大。考虑到工作空间的各种情况,例如,在某些特殊 情况下,抓取和释放物体时竖直运行阶段水平方向不能抖动,工作空间拟合曲线的加速 度峰值要求在一定范围内等,即要求机器人具有良好的工作空间性能。由于在工作空间 内进行轨迹规划得到的拟合曲线一般具有良好的工作空间性能,为了实现上述要求,本 小节将对Delta机器人进行工作空间的轨迹规划。

Delta机器人控制系统简介|加工中心

为了保证Delta两自由度高速并联工业机器人高速、高精度的平稳运行,必须选择 合理的运动控制系统,本章节将会介绍Delta机器人使用的开源机器人操作系统ROS下 的硬件和软件,包括视觉伺服、Galil运动控制卡、Copley驱动器、直驱力矩电机和基于 Linux系统的机器人操作系统ROS下的软件控制界面,最后,通过实验验证上一章节中 三种轨迹规划方法的实用性。

基于Linux的机器人操作系统ROS|加工中心

机器人操作系统ROS (Robot Operation System)是专为机器人软件开发所设计的一套电脑操作系统架构,它是开源的元级操作系统(后操作系统),提供类似操作系统的服 务,包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序 发行包管理,它也提供一些工具程序和库用于获取、建立、编写和执行多机融合的程序。 ROS的主要设计目标是便于机器人研发过程中代码复用,是一个分布式的进程框架,执 行程序可以各自独立的设计,松散的、实时的组合起来[67]。

离线与实时在线轨迹规划|加工中心

根据不同的应用场合,轨迹规划又分为离线轨迹规划与实时在线轨迹规划,离线轨 迹规划是基于环境先验完全信息的轨迹规划,完整的先验信息只能适用于静态环境,机 器人的离线轨迹规划有其潜在的优点,例如,在编程过程中,离线的轨迹规划不需要占 用生产设备,因此,保证了自动化工厂大部分时间处于生产状态;减小了对系统硬件的 要求,有利于降低系统成本;容易实现系统的柔性组态。

软PLC系统的总体结构|加工中心

国际标准IEC61131-3为工业控制系统提供了一个开放的、可重构的软件模 型,它采用分层思想来构建软件,按照“配置一资源一任务一程序”体系结构设 计软件模型。一个配置相当于一个PLC软件,每个配置可由一个或多个资源组 成;资源提供了运行程序所需的环境,创建多个资源同时运行多个独立的PLC 程序,这突破了传统PLC每次只能运行一个PLC程序的限制;任务则由资源进 行配置,通过控制程序来实现一定的功能。