五轴中低速点胶机器人伺服控制系统技术方案

本实用新型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，把五轴中低速点胶机器人伺服控制系统中工作量最大的五轴伺服系统交给LM629芯片控制，充分发挥LM629芯片数据处理速度较快的特点，而人机界面模块、路径读取模块、轨迹参数预设模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块等功能交给单片机控制，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，防止点胶机器人失控，抗干扰能力大大增强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

五轴中低速点胶机器人伺服控制系统
本专利技术是有关于点胶机器人的
，且特别是有关于五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。随着手机、电脑外壳、光碟 机、印表机、，墨水夹、PC板、IXD、LED、DVD、数位相机、开关、连接器、继电器、散热器、半导体 等电子业、玩具业、医疗器材等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。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、圆型或弧型。“点胶机器人”的研究开发将 对我国PCB板绑定封胶、IC封胶、PDA封胶、IXD封胶、IC封装、IC粘接等行业产生巨 大的经济效益和社会效益。一个精度相对较高的点胶机器人需要在一个三维的XYZ空间里 进行一条直线上、圆弧或点对点的位置上按照一定的胶量信息进行涂胶，如果采用一个三 轴的点胶机器人可以简单地模拟上述动作，但是对于一些特殊的点胶系统来说，点胶位置 有的时候垂直，有的时候刚好成镜面对称，有的时候成一定的角度，一般的三轴点胶机器人 则完成不了上述工作，这个时候需要增加一轴U使得点胶阀可以倾斜一定角度满足侧面焊 接的要求，另外再增加一轴R使得点胶阀可以正向旋转180度或反向旋转180度，完成一个 360度的运动，这样就形成了一台简易的五轴点胶机器人。一台完整的五轴点胶机器人大致 分为以下几个部分I)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 器人在五维空间里执行加工部件的相关动作；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，或曲线轨迹的运动；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。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 由于国内研发此机器人的单位较少，相对研发水平比较落后，研发的五轴点胶机器人伺服控制系统，如图1，长时间运行发现存在着很多安全问题，即(I)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多是步进电机，经常会遇到丢失脉冲造成 电机失步现象发生，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)由于米用步进电机,其电机本体一般都是多相结构,控制电路需要米用多个功 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)对于五轴点胶机器人的点胶过程来说，一般要求其五个电机的PWM控制信号 要同步，由于受单片机计算能力的限制，单一单片机伺服系统很难满足这一条件，使得点胶 机器人点胶量不一致，特别是对于快速行走时情况更糟糕；(13)由于受单片机容量和算法影响，点胶机器人对已经点胶的胶点信息没有存 储，当遇到掉电情况或故障重启时所有的信息将消失，这使得整个点胶过程要重新开始；(14)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五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五轴点胶伺服系统。
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五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五轴中低速点胶 机器人伺服控制系统，包括电池、交流电源、第一信号处理器、第二信号处理器、处理器单 元、第一高速直流电机、第二高速直流电机、第三高速直流电机、第四高速直流电机、第五高 速直流电机以及点胶机器人，所述的第一信号处理器通过交流电源或者电池单独提供电流 驱动所述的处理器单元，所述的处理器单元分别发出第一控制信号、第二控制信号、第三控 制信号、第四控制信号和第五控制信号，所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信 号、第四控制信号和第五控制信号分别控制所述的第二高速直流电机、第一高速直流电机、 第三高速直流电机、第四高速直流电机和第五高速直流电机，通过所述的第一高速直流电机的第二控制信号、通过所述的第二高速直流电机的第一控制信号、通过所述的第三高速 直流电机的第三控制信号、通过所述的第四高速直流电机的第四控制信号和通过所述的第 五高速直流电机的第五控制信号经过第二信号处理器合成之后，控制点胶机器人的运动， 其中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括单片机和LM629芯片，且单片机和LM629芯 片之间实时进行数据交换和调用，所述的LM629芯片包括第一 LM629芯片、第二 LM629芯 片、第三LM629芯片、第四LM629芯片和第五LM629芯片。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的处理器单元还包括设于单片机和LM629芯片 的上位机系统和运动控制系统，所述的上位机系统包括人机界面模块、路径读取模块、轨迹 参数预设模块以及在线输出模块，所述的运动控制系统包括五轴伺服控制模块、数据存储 模块以及I/O控制模块，其中，单片机用于控制人机界面模块、路径读取模块、轨迹参数预 设模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/o控制模块，LM629芯片用于控制伺服控制模 块。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五个马 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芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五轴中低速点胶机器人伺服控制系统，其特征在于，包括电池、交流电源、第一信号处理器、第二信号处理器、处理器单元、第一高速直流电机、第二高速直流电机、第三高速直流电机、第四高速直流电机、第五高速直流电机以及点胶机器人，所述的第一信号处理器通过交流电源或者电池单独提供电流驱动所述的处理器单元，所述的处理器单元分别发出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号和第五控制信号，所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号和第五控制信号分别控制所述的第二高速直流电机、第一高速直流电机、第三高速直流电机、第四高速直流电机和第五高速直流电机，通过所述的第一高速直流电机的第二控制信号、通过所述的第二高速直流电机的第一控制信号、通过所述的第三高速直流电机的第三控制信号、通过所述的第四高速直流电机的第四控制信号和通过所述的第五高速直流电机的第五控制信号经过第二信号处理器合成之后，控制点胶机器人的运动，其中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括单片机和LM629芯片，且单片机和LM629芯片之间实时进行数据交换和调用，所述的LM629芯片包括第一LM629芯片、第二LM629芯片、第三LM629芯片、第四LM629芯片和第五LM629芯片。...

【技术特征摘要】

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