并联机器人激光加工数控系统的开发
时间:2014-03-06 11:09来源:未知 作者:gaosuqiu
并联机器人激光加工数控系统的开发
激光焊接作为新的焊接工艺方法在汽车制造领域有大量成功的应用,显示出
激光焊接强大的生命力和非常广阔的应用前景.采用并联机构可以进一步提高机
器人的负载/自重比,改善机器人的运动特性,使其结构更加灵巧.利用并联机
构刚度大、运动惯性小、精度高等优点,实现高精度激光焊接加工,这是并联机
器人技术向激光焊接领域的拓展.
传统的数控加工轨迹控制概念都建立在笛卡儿坐标系中,而并联机器人的轨
迹控制是由若干杆件的空间运动综合而成的,若使机器人加工末端点实现所需要
的运动,则必须在两者之间进行坐标转换.另外,并联机器人的结构和配置形式
的多样化使传统数控的封闭式结构不能满足其需求,因此并联机器人的控制系统
必须是开放式结构.
本项目研制的并联机器人控制系统是以Linux 24.20+实时内核RTLinux3.1
作为实时软件平台的全软件开放式数控系统,该系统以C 语言为编程语言编制数
控系统软件.由于引入了实时多任务机制,采用开放式的结构框架,因此它可以
实现特殊机构构型并联机器人的高速、高精度控制.该系统适用于激光焊接、切
割等对精度要求较高的加工应用,其关键难点技术的研究突破,对于进一步开发
激光焊接并联机器人系统并实现其产业化具有重要意义.
2 系统组成(Components of the system)
并联机器人数控系统是一个实时多任务软件系统,它可以分为实时任务层和
非实时任务层两层.实时任务层包括插补计算模块、位姿正反解模块、速度处理
模块、电机控制模块、软PLC 模块、故障诊断及处理模块等直接与数控加工相关
的、对实时性要求较高的功能模块,此层由RTLinux 实时子系统来处理;除此
之外,对实时性要求不高的功能模块,如人机交互模块、参数配置模块、代码解
释模块、加工模拟模块、文件管理模块等,为非实时任务层,由普通Linux 内核
控制,数控系统软件功能结构如图1 所示.这样分层的好处是使实时任务和非实
时任务运行在不同的进程空间,便于保证系统的实时性,系统层次分明,增强了
开放性和灵活性,可以适应多种实际应用.