CN104907208A - 一种喷漆机器人的计算机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷漆机器人的计算机控制系统，喷漆机器人的工作分为示教和再现两个过程。所谓示教，即操作人员用手操纵操作机的关节和手腕，根据喷漆工件的型面进行示教。此时，中央处理器通过旋转变压器将示教过程中检测到的参数存入存储器，即把示教喷漆的空间轨迹记录下来。所谓再现，即由计算机控制机器人运动，中央处理器将示教时记录的空间轨迹信息取出，经过插补运算与采样得到的位置数据进行比较，然后将其差值调节后输出，控制操作机按示教的轨迹运动。
Description
技术领域：
本发明涉及自动控制技术领域，更具体地，涉及一种喷漆机器人计算机控制系统的设计。
背景技术
由于一般喷涂作业工作环境条件恶劣，大多是在有害气体和污染严重的环境中工作，采用喷漆机器人，可以使工人从有害身体健康的环境中解脱出来；另外，采用喷漆机器人还可实现工序自动化，生产效率大幅度提高(生产效率出手工操作提高5倍以上)，同时可以节省大量的喷涂材料，减少原材料的浪费，并可提高喷涂产品的质量。因此，喷漆机器人具有很好的社会效益和经济效益。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种喷漆机器人的计算机控制系统。主要是指，喷漆机器人的工作分为示教和再现两个过程。所谓示教，即操作人员用手操纵操作机的关节和手腕，根据喷漆工件的型面进行示教。此时，中央处理器通过旋转变压器将示教过程中检测到的参数存入存储器，即把示教喷漆的空间轨迹记录下来。所谓再现，即由计算机控制机器人运动，中央处理器将示教时记录的空间轨迹信息取出，经过插补运算与采样得到的位置数据进行比较，然后将其差值调节后输出，控制操作机按示教的轨迹运动。
具体为，一种喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于采用示教再现的操作方式，喷漆机器人的工作分为示教和再现两个过程，所述示教，即操作人员用手操纵操作机的关节和手腕，根据喷漆工件的型面进行示教，所述再现，即由计算机控制机器人运动，控制操作机按示教的轨迹运动。
进一步地，所述再现过程，具体为中央处理器将示教时记录的空间轨迹信息取出，经过插补运算与采样得到的位置数据进行比较，然后将其差值调节后输出，控制操作机按示教的轨迹运动。
进一步地，所述控制系统的控制方式为连续控制和点位控制。
进一步地，所述控制系统采用双CPU工作，主CPU主要用于系统管理、插补运算、坐标变换、数据存储、喷漆控制及故障处理；从CPU主要用于电液伺服回路控制。
进一步地，所述两个CPU各自配有相应的I/O接口和D/A接口，两个CPU之间有交换数据及命令的通信接口；从CPU通过通信接口与主CPU保持同步，机器人的运动轨迹数据及控制软件可以存入存储器。
进一步地，所述主CPU为8088，并配有协议处理器8087；和/或从CPU为CPU8086；和/或所述电液伺服回路为6个。
进一步地，操作指令通过示教盒和功能键盘输入。
进一步地，所述示教盒和功能键盘各有一片8031单片机，所述功能键盘上有48个功能键，可完成全部机器人的控制操作，所述示教盒上有24个按键和数码管显示。
进一步地，所述控制系统还包括故障显示及处理系统，可以用声和光的形式把故障显示出来，同时还可以作故障处理。
进一步地，机器人的软件主程序采用汇编语言编程及模块化设计方法，并使用了自编汉字库、程序由主系统自检、初始化及主菜单、示教、再现、归位、排队和故障处理等几部分组成。
进一步地，所述从CPU主要由单板机及外围电路组成，在示教方式下，接收机器人瞬时位置的自由度信号，经A/D转换后送到主机；在归位及再现方式下，完成回路控制规律的运算，使系统达到要求的精度和动态指标。
附图说明
图1为本发明实施的微型计算机控制系统框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例附图对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明实施的微型计算机控制系统框图。
计算机控制系统是喷漆机器人控制的核心。其操作方式是示教再现，控制方式为CP(连续控制)和PTP(点位控制)。
本系统的硬件采用双CPU工作，其中主CPU为8088，并配有协议处理器8087。主CPU8088主要用于系统管理、插补运算、坐标变换、数据存储、喷漆控制及故障处理；从CPU8086主要用于6个电液伺服回路控制。两个CPU各自配有相应的I/O接口和D/A接口，两个CPU之间有交换数据及命令的通信接口。从CPU通过通信接口与主CPU保持同步，机器人的运动轨迹数据及控制软件可以存入存储器。
操作指令通过示教盒和功能键盘输入，其中各有一片8031单片机，分别完成键盘的输入功能。键盘上有48个功能键，可完成全部机器人的控制操作。示教盒上有24个按键和数码管显示，利用示教盒操作可以方便地在喷漆现场工作。
控制装置还具有完善的故障显示及处理系统，可以用声和光的形式把故障显示出来，同时还可以作故障处理，对于无危险的故障，则以声、光信号报警，提示人们即使处理。机器人的软件主程序采用汇编语言编程及模块化设计方法，并使用了自编汉字库、程序由主系统自检、初始化及主菜单、示教、再现、归位、排队和故障处理等几部分组成。从机主要由单板机及外围电路组成，它的主要任务是：在示教方式下，接收机器人瞬时位置的6个自由度信号，经A/D转换后送到主机；在归位及再现方式下，完成6个回路控制规律的运算，使系统达到要求的精度和动态指标。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它自动控制技术领域及设备中；以上描述均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用器件，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于采用示教再现的操作方式，喷漆机器人的工作分为示教和再现两个过程，所述示教，即操作人员用手操纵操作机的关节和手腕，根据喷漆工件的型面进行示教，所述再现，即由计算机控制机器人运动，控制操作机按示教的轨迹运动。
2.根据权利要求1所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述再现过程，具体为中央处理器将示教时记录的空间轨迹信息取出，经过插补运算与采样得到的位置数据进行比较，然后将其差值调节后输出，控制操作机按示教的轨迹运动；和/或所述控制系统的控制方式为连续控制和点位控制。
3.根据权利要求1或2所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述控制系统采用双CPU工作，主CPU主要用于系统管理、插补运算、坐标变换、数据存储、喷漆控制及故障处理；从CPU主要用于电液伺服回路控制。
4.根据权利要求3所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述两个CPU各自配有相应的I/O接口和D/A接口，两个CPU之间有交换数据及命令的通信接口；从CPU通过通信接口与主CPU保持同步，机器人的运动轨迹数据及控制软件可以存入存储器。
5.根据权利要求4所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述主CPU为8088，并配有协议处理器8087；和/或从CPU为CPU8086；和/或所述电液伺服回路为6个。
6.根据权利要求1、2或5所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，操作指令通过示教盒和功能键盘输入。
7.根据权利要求6所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述示教盒和功能键盘各有一片8031单片机，所述功能键盘上有48个功能键，可完成全部机器人的控制操作，所述示教盒上有24个按键和数码管显示。
8.根据权利要求1、2或5所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括故障显示及处理系统，可以用声和光的形式把故障显示出来，同时还可以作故障处理。
9.根据权利要求1、2或5所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，机器人的软件主程序采用汇编语言编程及模块化设计方法，并使用了自编汉字库、程序由主系统自检、初始化及主菜单、示教、再现、归位、排队和故障处理等几部分组成。
10.根据权利要求3所述的喷漆机器人的计算机控制系统，其特征在于，所述从CPU主要由单板机及外围电路组成，在示教方式下，接收机器人瞬时位置的自由度信号，经A/D转换后送到主机；在归位及再现方式下，完成回路控制规律的运算，使系统达到要求的精度和动态指标。
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