3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3.1機(jī)器人技術(shù)-TRF_Lib庫(kù)支持

　　機(jī)器人技術(shù)是由齊次轉(zhuǎn)換庫(kù)作為核心的，是在CNC基礎(chǔ)之上的一個(gè)應(yīng)用，對(duì)于六自由度機(jī)器人系統(tǒng)，通過(guò)將X,Y,Z,Pitch,Yaw,Roll的各機(jī)器人軸轉(zhuǎn)換為CNC的軸控制，此轉(zhuǎn)換過(guò)程為一個(gè)多變量系統(tǒng)的耦合和解耦問(wèn)題，通過(guò)傅立葉變換，將非實(shí)域的軸參數(shù)轉(zhuǎn)換為在實(shí)域中的參數(shù)，因此，這個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)轉(zhuǎn)換庫(kù)Transfomer對(duì)于不同的機(jī)器人類(lèi)型是不同的，B&R的系統(tǒng)可支持14種不同的機(jī)器人類(lèi)型，如SCARA,Tripod,也包括奇瑞所使用全關(guān)節(jié)型6自由度機(jī)器人。

圖3機(jī)器人系統(tǒng)框架圖

　　3.2系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　控制系統(tǒng)軟件主要分為人機(jī)界面與下位機(jī)兩部分。機(jī)器人系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖4所示

圖4機(jī)器人系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

　　3.2.1人機(jī)界面設(shè)計(jì)功能

　?。?）主頁(yè)面

圖5主畫(huà)面

       　主界面主要是機(jī)器人處于工作狀態(tài)時(shí)的界面，該頁(yè)面的主要功能是執(zhí)行程序，機(jī)器人進(jìn)入工作狀態(tài)。可以進(jìn)行中英文界面切換。主界面如圖5所示。

　?。?）設(shè)置頁(yè)面功能設(shè)計(jì)

　　編碼器清零

　　管理示教點(diǎn)位置

　　工具參數(shù)設(shè)置

　　密碼修改

　　I/O界面監(jiān)控，可對(duì)I/O進(jìn)行強(qiáng)制操作。

　?。?）文件管理功能

圖6文件管理畫(huà)面

　　創(chuàng)建新的程序

　　程序復(fù)制

　　文件刪除

　　程序加載

　?。?）程序界面

　　程序的編輯

　　點(diǎn)的示教操作

　　程序的試運(yùn)行

　?。?）Move界面

　　在該界面，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作，其可實(shí)現(xiàn)包括：

　　機(jī)器人坐標(biāo)系的選擇

　　設(shè)置機(jī)器人點(diǎn)動(dòng)速度

　　實(shí)時(shí)顯示六個(gè)軸的位置狀態(tài)

圖7奇瑞機(jī)器人的Move畫(huà)面

　　（6）報(bào)警畫(huà)面

　　當(dāng)前報(bào)警的清除

　　歷史報(bào)警查詢(xún)

　?。?）可視化的I/O維護(hù)界面

　　對(duì)于奇瑞的機(jī)器人系統(tǒng)，為了提高系統(tǒng)維護(hù)方面的簡(jiǎn)便性，結(jié)合B&RX20系列本身所具有的可視功能，對(duì)每個(gè)I/O點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)顯示故障點(diǎn)所在，給予現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員直接的技術(shù)支持，及時(shí)的進(jìn)行處理。

圖8可視化的I/O維護(hù)界面

　　3.3力矩前饋控制技術(shù)

　　在機(jī)器人系統(tǒng)中普遍存在的問(wèn)題就是當(dāng)機(jī)器處于高速運(yùn)行，并運(yùn)行范圍較大時(shí)，則出現(xiàn)振動(dòng)和運(yùn)行軌跡偏差較大的現(xiàn)象，借助于B&R系統(tǒng)所具有的強(qiáng)大功能，工程師們對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，對(duì)影響抖動(dòng)和軌跡偏差的因素進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，調(diào)整控制參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的抖動(dòng)降低和偏差問(wèn)題。

　　通過(guò)MATLAB/Simulink對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行建模，對(duì)機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸過(guò)程中的耦合過(guò)程進(jìn)行分析，尋找影響系統(tǒng)抖動(dòng)的因素，并通過(guò)力矩的前饋算法設(shè)計(jì)，對(duì)這些軸耦合過(guò)程中的偏差和抖動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì)，基于建模的MATLAB/Simulink建模后，其可通過(guò)StateflowWorkshop等工具自動(dòng)生成代碼，這些代碼可以直接導(dǎo)入到B&RAutomationStudio上可以直接運(yùn)行，這樣可以實(shí)現(xiàn)從仿真到硬件在環(huán)測(cè)試(HardwareIntheLoop)的直接運(yùn)行。

　　力矩前饋控制技術(shù)是目前最先進(jìn)的解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的抖動(dòng)和偏差的方案，借助控制系統(tǒng)的強(qiáng)大能力，得以在奇瑞的機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)，取得了非常明顯的效果。

　　4、結(jié)論

　　工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代制造業(yè)主要的自動(dòng)化裝備之一，使焊接自動(dòng)化取得了革命性進(jìn)步，在提升企業(yè)技術(shù)水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)等方面具有重大作用。這些年，隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的主要手段得以廣泛應(yīng)用。借助于POWERLINK通信技術(shù)、智能型的ACOPOSMulti驅(qū)動(dòng)器、高性能的APC820工控機(jī)以及多平臺(tái)性能的AutomationStudio軟件開(kāi)發(fā)工具，使得基于貝加萊系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的這款機(jī)器人整體性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，這是一個(gè)非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。