基于三軸臺式工業(yè)機器人平臺的通用性控制軟件

本文主要以三軸臺式工業(yè)機器人為平臺，采用改進的柵格法進行加工工件的環(huán)境表示，利用不同優(yōu)先級的權(quán)值進行路徑規(guī)劃，設(shè)計具備一定通用性的控制軟件，避免了加工不同工件需重新編寫程序的麻煩。

如今工業(yè)機器人已逐步融入工業(yè)生產(chǎn)之中，與工業(yè)機器人開發(fā)相關(guān)的企業(yè)也相繼在中國出現(xiàn)。然而，對于不同客戶的需求，只能通過工程師編寫不同程序的方式來滿足客戶的需求。因此，在這些企業(yè)中，大多數(shù)都是以“非標”產(chǎn)業(yè)和機器人代售為主。而同一機器人應(yīng)用于不同工作環(huán)境，在軟件設(shè)計上的通用性問題上一直存在著很大的阻礙。

工業(yè)機器人系統(tǒng)通過控制軟件發(fā)送指令給予SmartPAC運動控制器，由控制器根據(jù)相關(guān)指令轉(zhuǎn)換為軸的驅(qū)動指令并傳輸給相應(yīng)的軸伺服器，軸伺服器根據(jù)接收過來的指令控制軸以執(zhí)行相關(guān)動作。參數(shù)輸入端是由鼠標與鍵盤通過USB接口直接接入控制器，該控制器自帶操作系統(tǒng)WinCE.控制軟件在該運動控制器的WinCE環(huán)境下運行，通過輸入端在控制軟件上設(shè)定相關(guān)參數(shù)或進行操作，由通用控制軟件分析并確定一條合適的加工路徑。根據(jù)加工路徑，得出相關(guān)指令集合，通過控制軟件向軸依次發(fā)送指令，以達到加工工件的目的。

該工業(yè)機器人系統(tǒng)框架如圖1所示。

該軟件控制端所控制的機器人是由三個雅馬哈單軸伺服器以及一個Smart PAC運動控制器相組合而成的三軸臺式工業(yè)機器人。其中三軸分別命名為X，Y，Z，相互構(gòu)成了一個立體空間。加工工件固定于Y軸上，處于XY平面之內(nèi)。在加工工件上分布著N個加工點。

操作人員只需通過該軟件控制端輸入加工工件的模型，以及加工點的位置。通過柵格法加入樹的形式對模型逐步分解，對加工點逐個確定，接下來從中分析出最佳路徑，最佳路徑以最短的時間內(nèi)完成單位工件的加工為準。

該三軸臺式工業(yè)機器人通用控制軟件界面如圖2所示，主要分為4個部分，左上角為參數(shù)設(shè)置面板，左下角為軸位置顯示面板，右上角為控制操作面板，右下角為軸測試面板，用以測試軸能否正常工作。參數(shù)設(shè)置面板與控制操作面板將會在下文中詳細介紹。