单轴中低速点胶机器人伺服控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，包括单片机、LM629芯片、电机驱动器、高速直流电机，所述的单片机与LM629芯片通讯，所述的LM629芯片发出控制信号至电机驱动器，由所述的电机驱动器控制高速直流电机。本发明专利技术提供的单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，是一种高速和高效的点胶伺服控制系统，实现了单片机与LM629芯片的分工，把单片机从繁重的工作量中解脱出来，抗干扰能力大大增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于点胶机器人的
，且特别是有关于单轴中低速点胶机器人伺服控制系统。
技术介绍
在高技术迅猛发展的今天，传统的生产方式已日趋落后，新型的自动化生产将成为新世纪接受市场挑战的重要方式，自动化不仅是提高劳动生产率的手段，对企业未来的长远发展战略起着重要的作用。由于机器人是新型的自动化的主要工具，工业机器人及其应用工程的开发，将机器人变为直接生产力，它在改变传统的生产模式，提高生产率及对市场的适应能力方面显示出极大的优越性，同时它将人从恶劣危险的工作环境中替换出来，进行文明生产，这对促进经济发展和社会进步都具有重大意义。随着制造业对机器人装备的需求及绿色环保和改善劳动者的工作环境要求越来越高，专门对流体进行控制，并将流体点 滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器点胶机器人随即产生。单轴点胶机器人主要用于产品工艺中的胶水、油漆以及其他液体精确点、注、涂、点滴到每个产品精确位置，可以用来实现打点、画线等功能。这种点胶机器人只有一个动力，只能做一种动作，比如说，一个方向上的直线往复运动，或者一个方向的旋转运动，没有组合运动。单轴点胶机器人一般可能指的是直线运动单元，一台完整的单轴点胶机器人大致分为以下几个部分 1)电机执行电机是点胶机器人的动力源，它根据微处理器的指令来执行点胶机器人在直线上行走的相关动作； 2)算法算法是点胶机器人的灵魂，点胶机器人必须采用一定的智能算法才能准确快速的从一点到达另外一点，形成点对点的运动； 3)微处理器微处理器是点胶机器人的核心部分，是点胶机器人的大脑。点胶机器人所有的信息，包括胶点大小，位置信息，和电机状态信息等都需要经过微处理器处理并做出相应的判断。单轴点胶机器人结合了多学科知识，对于提升在校学生的动手能力、团队协作能力和创新能力，促进学生课堂知识的消化和扩展学生的知识面都非常有帮助。点胶机器人技术的开展可以培养大批相关领域的人才，进而促进相关领域的技术发展和产业化进程。但是由于国内研发此点胶机器人的单位较少，相对研发水平比较落后，长时间运行发现存在着很多安全问题，即 (1)作为点胶机器人的电源采用的是一般交流电源整流后的直流电源，当突然停电时会使整个点胶运动失败； (2)作为点胶机器人的执行机构采用的是步进电机，经常会遇到丢失脉冲的问题出现，导致对位置的记忆出现错误； (3)由于采用步进电机，使得机体发热比较严重，有的时候需要进行散热； (4)由于采用步进电机，使得系统运转的机械噪声大大增加，不利于环境保护；(5)由于采用步进电机，其电机本体一般都是多相结构，控制电路需要采用多个功率管，使得控制电路相对比较复杂，并且增加了控制器价格； (6)由于采用步进电机，使得系统一般不适合在速度较高的场合运行，高速运动时容易产生振动,导致点胶失败； (7)由于采用步进电机，使得系统的力矩相对较小； (8)由于控制不当的原因，导致有的时候步进电机产生共振； (9)由于点胶机器人要频繁的关闭和启动，加重了单片机的工作量，单一的单片机无法满足点胶机器人快速启动和停止的要求； (10)相对采用的都是一些体积比较大的插件元器件，使得自动点胶机器人控制系统占用较大的空间，重量相对都比较重； (11)由于受周围环境不稳定因素干扰，单片机控制器经常会出现异常，引起点胶机器 人失控，抗干扰能力较差； (12)由于受单片机容量和算法影响，点胶机器人对胶点的信息没有存储，当遇到掉电情况时所有的信息将消失，这使得整个点胶过程要重新开始； (13)点胶系统一旦开始，就要完成整个点胶运动，中间没有任何暂停或缓冲的点。因此，需要对现有的基于单片机控制的单轴点胶机器人控制系统进行重新设计，寻求一种经济适用的中低速单轴点胶伺服系统。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，解决了现有技术中点胶机器人失控和抗干扰能力较差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，包括单片机、LM629芯片、电机驱动器、高速直流电机，所述的单片机与LM629芯片通讯，所述的LM629芯片发出控制信号至电机驱动器，由所述的电机驱动器控制高速直流电机。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的LM629芯片和高速直流电机之间还连接有编码器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的LM629芯片内部还包括运动梯形图发生器，所述的运动梯形图发生器用于生成速度运动梯形图，其包含的面积就是点胶机器人一个马达要运行的距离。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的LM629芯片内部还包括电机位置解码器，所述的电机位置解码器用于解读点胶机器人的位置数据。 在本专利技术一个较佳实施例中，所述的LM629芯片内部还包括闭环PID调节器，所述的闭环PID调节器用于调节点胶机器人的驱动功率。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的高速直流电机上还安装有光码盘，所述的光码盘用于输出点胶机器人的位置信号。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的单片机为工业级的C8051F120单片机。本专利技术的单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，为了提高运算速度，保证单轴中低速点胶机器人伺服控制系统的稳定性和可靠性，本专利技术在单片的单片机中引入LM629芯片，形成基于单片机+LM629的双核处理器,充分考虑电池在这个系统的作用，把单轴中低速点胶机器人伺服控制系统中工作量最大的单轴伺服系统交给LM629芯片控制，充分发挥LM629芯片数据处理速度较快的特点，这样就实现了单片机与LM629芯片的分工，把单片机从繁重的工作量中解脱出来，抗干扰能力大大增强。附图说明图I为本专利技术较佳实施例的单轴中低速点胶机器人伺服控制系统的结构框 图2为本专利技术较佳实施例的单轴中低速点胶机器人伺服控制系统的原理 图3为图2中处理器单元的的方框 图4为点胶机器人的速度运动曲线。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。单片机自20世纪70年代末诞生至今，经历了单片微型计算机SCM、微控制器MCU及片上系统SOC三大阶段，前两个阶段分别以MCS-51和80C51为代表。随着在嵌入式领域中对单片机的性能和功能要求越来越高，以往的单片机无论是运行速度还是系统集成度等多方面都不能满足新的设计需要，这时Silicon Labs公司推出了 C8051F系列单片机,成为SOC的典型代表。C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研发快(开发工具易用，可缩短研发周期)和见效快(调试手段灵活)的特点，其性能优势具体体现在以下方面 1)高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(100MIPS或50MIPS); 2)全速、非侵入式的在系统调试接口(片内)； 3)真正12位或10位、100ksps的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关； 4)真正8位500ksps的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关； 5)两个12位DAC，具有可编程数据更新方式(仅C8051F12X)； 6)2周期的16 X 16乘法和累加引擎； 7)128KK或64KB可在系统编程的FLASH存储器； 8)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，其特征在于，包括单片机、LM629芯片、电机驱动器、高速直流电机，所述的单片机与LM629芯片通讯，所述的LM629芯片发出控制信号至电机驱动器，由所述的电机驱动器控制高速直流电机。

【技术特征摘要】
1.一种单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，其特征在于，包括单片机、LM629芯片、电机驱动器、高速直流电机，所述的单片机与LM629芯片通讯，所述的LM629芯片发出控制信号至电机驱动器，由所述的电机驱动器控制高速直流电机。2.根据权利要求I所述的单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，其特征在于，所述的LM629芯片和高速直流电机之间还连接有编码器。3.根据权利要求I所述的单轴中低速点胶机器人伺服控制系统，其特征在于，所述的LM629芯片内部还包括运动梯形图发生器，所述的运动梯形图发生器用于生成速度运动梯形图，其包含的面积就是点胶机器人一个马达要运行的距离。4.根据权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁丽娟，张好明，王应海，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：发明
国别省市：