工業(yè)機器人澆鑄控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

2 工業(yè)機器人運動學(xué)
從本文構(gòu)建的軟件體系結(jié)構(gòu)來看，控制核心層的一部分內(nèi)容就是運動學(xué)算法，本文設(shè)計的澆鑄控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于東風集團某廠的鋁制活塞的澆鑄生產(chǎn)，下面以其所使用的意大利法塔鋁UNO三軸澆鑄機器人為例建立機器人運動學(xué)。機器人結(jié)構(gòu)簡圖和關(guān)節(jié)坐標系如圖5所示。

2.1 運動學(xué)正解
機器人三個關(guān)節(jié)坐標軸(實軸)分別為關(guān)節(jié)1（控制機器人左右運動）、關(guān)節(jié)2（控制機器人上下運動）和關(guān)節(jié)4（控制機器人末端容器翻轉(zhuǎn)）。關(guān)節(jié)3并沒有驅(qū)動單元，連桿與鉛直線的夾角?酌是一個確定的值。關(guān)節(jié)3的作用在于當機器人關(guān)節(jié)1和關(guān)節(jié)2運動時，保證末端容器姿態(tài)不變，防止容器中高溫金屬液體潑濺造成不必要的損失。按照D-H方法建立運動方程[4,5]，運動學(xué)正解得到末端容器在機器人基坐標系中位姿矩陣
3 系統(tǒng)信號控制的實現(xiàn)
控制核心層的另外一個重要方面就是PLC。本文設(shè)計的澆鑄控制系統(tǒng)采用開關(guān)量交換信號，簡單易行，并能滿足工業(yè)機器人信號控制的應(yīng)用需求。在前面提到的應(yīng)用實例中，機器人系統(tǒng)與兩臺澆鑄機、兩臺鋁液熔爐和廢料箱構(gòu)成的澆鑄系統(tǒng)進行頻繁的信號交互。
3.1 澆鑄系統(tǒng)功能需求
工作過程中，澆鑄機器人運動過程示意圖如圖6所示。