三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的製作方法

2023-12-10 13:09:27

專利名稱：三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關於點膠機器人的技術領域，且特別是有關於三軸中低速點膠機器人伺服控制系統。
背景技術：
在高技術迅猛發展的今天，傳統的生產方式已日趨落後，新型的自動化生產將成為新世紀接受市場挑戰的重要方式，自動化不僅是提高勞動生產率的手段，對企業未來的長遠發展戰略起著重要的作用。由於機器人是新型的自動化的主要工具，工業機器人及其應用工程的開發，將機器人變為直接生產力，它在改變傳統的生產模式，提高生產率及對市場的適應能力方面顯示出極大的優越性，同時它將人從惡劣危險的工作環境中替換出來，進行文明生產，這對促進經濟發展和社會進步都具有重大意義。隨著製造業對機器人裝備的需求及綠色環保和改善勞動者的工作環境要求越來越高，專門對流體進行控制，並將流體點滴、塗覆於產品表面或產品內部的自動化機器點膠機器人隨即產生。點膠機器人主要用於產品工藝中的膠水、油漆以及其他液體精確點、注、塗、點滴到每個產品精確位置，可以用來實現打點、畫線、圓型或弧型。「點膠機器人」的研究開發將對我國製鞋行業、PCB板綁定封膠、IC封膠、PDA封膠、IXD封膠、IC封裝、IC粘接等行業產生巨大的經濟效益和社會效益。一個精度比較相對較高的點膠機器人需要在一個二維的XY平面上進行一條直線上或圓弧上塗膠或者是按照一定的規律對一些位置進行點對點的塗膠，如果採用一個二軸的點膠機器人可以簡單完成上述動作，但是當遇到需要膠量不一致的要求時，二軸的點膠機器人無法滿足要求，這個時候就需要有另外的一軸Z軸帶動點膠閥的上下運動來完成不同膠量的要求。只要把運動路徑和點膠膠量信息輸入到機器人控制器，上述設計的三軸的點膠機器人可以很快的完成上述動作。一臺完整的三軸點膠機器人大致分為以下幾個部分I)電機執行電機是點膠機器人的動力源，它根據微處理器的指令來執行點膠機器人在加工部件三維的平面上行走的相關動作；2)算法算法是點膠機器人的靈魂，點膠機器人必須採用一定的智能算法才能準確快速的從一點到達另外一點，形成點對點，或曲線軌跡的運動；3)微處理器微處理器是點膠機器人的核心部分，是點膠機器人的大腦。點膠機器人所有的信息，包括膠點大小，位置信息，和電機狀態信息等都需要經過微處理器處理並做出相應的判斷。點膠機器人結合了多學科知識，對於提升在校學生的動手能力、團隊協作能力和創新能力，促進學生課堂知識的消化和擴展學生的知識面都非常有幫助，點膠機器人技術的開展可以培養大批相關領域的人才，進而促進相關領域的技術發展和產業化進程。但是由於國內研發此機器人的單位較少，相對研發水平比較落後，研發的三軸點膠機器人伺服控制系統，如圖1，長時間運行發現存在著很多安全問題，即(I)作為點膠機器人的電源採用的是一般交流電源整流後的直流電源，當突然停電時會使整個點膠運動失敗；(2)作為點膠機器人的執行機構採用的多是步進電機，經常會遇到丟失脈衝造成電機失步現象發生，導致對位置的記憶出現錯誤；(3)由於採用步進電機，使得機體發熱比較嚴重，有的時候需要進行散熱；(4)由於採用步進電機，使得系統運轉的機械噪聲大大增加，不利於環境保護；(5)由於採用步進電機，其電機本體一般都是多相結構，控制電路需要採用多個功率管，使得控制電路相對比較複雜，並且增加了控制器價格；(6)由於採用步進電機，使得系統一般不適合在速度較高的場合運行，高速運動時容易產生振動，導致點膠失敗；(7)由於採用步進電機，使得系統的力矩相對較小。(8)由於控制不當的原因，導致有的時候步進電機產生共振；(9)由於點膠機器人要頻繁的關閉和啟動，加重了單片機的工作量，單一的單片機無法滿足點膠機器人快速啟動和停止的要求；(10)相對採用的都是一些體積比較大的插件元器件，使得點膠機器人控制系統佔用較大的空間，重量相對都比較重；(11)由於受周圍環境不穩定因素幹擾，單片機控制器經常會出現異常，引起點膠機器人失控，抗幹擾能力較差；(12)對於三軸點膠機器人的點膠過程來說，一般要求其三個電機的PWM控制信號要同步，由於受單片機計算能力的限制，單一單片機伺服系統很難滿足這一條件，使得點膠機器人點膠量不一致，特別是對於快速行走時情況更糟糕；(13)由於受單片機容量和算法影響，點膠機器人對已經點膠的膠點信息沒有存儲，當遇到掉電情況或故障重啟時所有的信息將消失，這使得整個點膠過程要重新開始；(14)點膠系統一旦開始，就要完成整個點膠運動，中間沒有任何暫停或緩衝的點。因此，需要對現有的基於單片機控制的三軸點膠機器人控制系統進行重新設計，尋求一種經濟適用的中低速三軸點膠伺服系統。

實用新型內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，解決了現有技術中點膠機器人失控和抗幹擾能力較差的問題。為解決上述技術問題，本實用新型採用的一個技術方案是提供一種三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，包括電池、交流電源、第一信號處理器、第二信號處理器、處理器單元、第一高速直流電機、第二高速直流電機、第三高速直流電機以及點膠機器人，所述的第一信號處理器通過交流電源或者電池單獨提供電流驅動所述的處理器單元，所述的處理器單元分別發出第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號，所述的第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號分別控制所述的第二高速直流電機、第一高速直流電機和第三高速直流電機，通過所述的第一高速直流電機的第二控制信號、通過所述的第二高速直流電機的第一控制信號和通過所述的第三高速直流電機的第三控制信號經過第二信號處理器合成之後，控制點膠機器人的運動，其中，所述的處理器單元為一雙核處理器，包括單片機和LM629晶片，且單片機和LM629晶片之間實時進行數據交換和調用，所述的LM629晶片包括第一 LM629晶片、第二 LM629晶片和第三LM629晶片。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的處理器單元還包括設於單片機和LM629晶片的上位機系統和運動控制系統，所述的上位機系統包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊以及在線輸出模塊，所述的運動控制系統包括三軸伺服控制模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊，其中，單片機用於控制人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊、在線輸出模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊，LM629晶片用於控制伺服控制豐吳塊。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的LM629晶片內部還包括運動梯形圖發生器，所述的運動梯形圖發生器用於生成速度運動梯形圖，其包含的面積就是點膠機器人三個馬達要運行的距離。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的LM629晶片內部還包括電機位置解碼器，所述的電機位置解碼器用於解讀點膠機器人的位置數據。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的LM629晶片內部還包括閉環PID調節器，所述的閉環PID調節器用於調節點膠機器人的驅動功率。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的高速直流電機上還安裝有光碼盤，所述的光碼盤用於輸出點膠機器人的位置信號。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的單片機為工業級的C8051F120單片機。本實用新型的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，為了提高運算速度，保證三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的穩定性和可靠性，本實用新型在單片的單片機中引入LM629晶片，形成基於單片機+LM629的雙核處理器，充分考慮電池在這個系統的作用，把三軸中低速點膠機器人伺服控制系統中工作量最大的三軸伺服系統交給LM629晶片控制，充分發揮LM629晶片數據處理速度較快的特點，而人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊、在線輸出模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊等功能交給單片機控制，這樣就實現了單片機與LM629晶片的分工，把單片機從繁重的工作量中解脫出來，防止點膠機器人失控，抗幹擾能力大大增強。

圖1為現有技術中三軸點膠機器人伺服控制系統的原理圖；圖2為本實用新型較佳實施例的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的原理圖；圖3為圖2中處理器單元的的方框圖；圖4為本實用新型較佳實施例的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的結構框圖；圖5為點膠機器人的速度運動曲線。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界定。單片機自20世紀70年代末誕生至今，經歷了單片微型計算機SCM、微控制器MCU及片上系統SOC三大階段，前兩個階段分別以MCS-51和80C51為代表。隨著在嵌入式領域中對單片機的性能和功能要求越來越高，以往的單片機無論是運行速度還是系統集成度等多方面都不能滿足新的設計需要，這時Silicon Labs公司推出了 C8051F系列單片機,成為SOC的典型代表。C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發快(開發工具易用，可縮短研發周期)和見效快(調試手段靈活)的特點，其性能優勢具體體現在以下方面I)高速、流水線結構的8051兼容的CIP-51內核(100MIPS或50MIPS)；2)全速、非侵入式的在系統調試接口(片內)；3)真正12位或10位、100 ksps的ADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；4)真正8位500 ksps的ADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；5)兩個12位DAC，具有可編程數據更新方式(僅C8051F12X);6)2周期的16 X 16乘法和累加引擎；7) 128KK或64KB可在系統編程的FLASH存儲器；8) 8448 (8K+256)字節的片內 RAM ;9)可尋址64KB地址空間的外部數據存儲器接口 ；10)硬體實現的SP1、SMBus/ I2C和兩個UART串行接口 ；11)5個通用的16位定時器；12)具有6個捕捉/比較模塊的可編程計數器/定時器陣列；13)片內看門狗定時器、VDD監視器和溫度傳感器。LM629晶片是National semiconductor生產的一款用於精密運動控制的專用晶片，有24腳和28腳二種表面安裝式封裝，在一個晶片內集成了數字式運動控制的全部功能，使得設計一個快速、準確的運動控制系統的任務變得輕鬆、容易，它有以下特性I)工作頻率為6MHz和8MHz，工作溫度範圍為_40°C +85°C，使用5V電源；2) 32位的位置、速度和加速度存器；3) 8位解析度的PWM脈寬調製輸出；4) 16位可編程數字PID控制器；5)內部的梯形速度發生器；6)該晶片可實時修改速度、目標位置和PID控制參數；7)實時可編程中斷；可編程微分項採樣間隔；8)對增量碼盤信號進行四倍頻；9)可設置於速度或位置伺服兩種工作狀態。上述特點使得LM629晶片特別適合伺服控制系統中。如圖2所示，為本實用新型較佳實施例的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的原理圖。本實施例中，三軸中低速點膠機器人伺服控制系統包括電池、交流電源、第一信號處理器、第二信號處理器、處理器單元、第一高速直流電機、第二高速直流電機、第三高速直流電機以及點膠機器人。其中，所述電池為鋰離子電池，是一種供電裝置，為整個系統的工作提供工作電壓。本實用新型中，所述的第一信號處理器通過交流電源或者電池單獨提供電流驅動所述的處理器單元，所述的處理器單元分別發出第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號，所述的第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號分別控制所述的第二高速直流電機、第一高速直流電機和第三高速直流電機，通過所述的第一高速直流電機的第二控制信號、通過所述的第二高速直流電機的第一控制信號和通過所述的第三高速直流電機的第三控制信號經過第二信號處理器合成之後，控制點膠機器人的運動。其中，所述的處理器單元為一雙核處理器，包括單片機和LM629晶片，且單片機和LM629晶片之間實時進行數據交換和調用，所述的LM629晶片包括第一 LM629晶片、第二 LM629晶片和第三LM629晶片。本實用新型為克服單一的單片機不能滿足三軸點膠機器人行走的穩定性和快速性的要求，捨棄了國產點膠機器人所採用的單片的單片機的工作模式，提供了單片機+LM629晶片的全新控制模式，控制板以LM629晶片為處理核心，實現數位訊號的實時處理，把單片機從複雜的工作當中解脫出來，實現部分的信號處理算法和LM629晶片的控制邏輯，並響應中斷，實現數據通信和存儲實時信號。請參閱圖3，所述處理器單元為一雙核處理器，其包括單片機以及LM629晶片，二者可相互通訊，實時進行數據交換和調用。所述的處理器單元還包括設於單片機和LM629晶片的上位機系統和運動控制系統，所述的上位機系統包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊以及在線輸出模塊，所述的運動控制系統包括三軸伺服控制模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊。其中，單片機用於控制人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊、在線輸出模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊，LM629晶片用於控制三軸伺服控制模塊。上位機系統包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模以及在線輸出模塊。人機界面模塊包括開始/重啟按鍵及功能選擇鍵；路徑讀取模塊用於讀書已經已經預設好的速度，加速度，位置等參數設置；軌跡參數預設模塊用於預先設置點膠機器人的路徑軌跡；在線輸出模塊用於提示點膠機器人的工作狀態，比如是點膠機器人工作過程中或到站狀態提示。運動控制系統包括三軸伺服控制模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊。其中，數據存儲模塊模塊為一存儲器；1/0控制模塊包括RS-232串行接口、ICE埠等。對於處理器單元為一雙核處理器，在電源打開狀態下，點膠機器人先進入自鎖狀態，然後把點膠機器人的點膠閥放在廢膠回收裝置處，打開點膠閥門然後膠體自動流出，等均勻後開始移動到起始點，點膠機器人把儲存的實際路徑傳輸參數給控制器中的單片機，單片機把這些環境參數轉化為點膠機器人在指定運動軌跡下第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機要運行的距離、速度和加速度，然後與LM629晶片通訊，LM629晶片根據這些參數轉處理三個獨立電機的伺服控制，並把處理數據通訊給單片機，由單片機繼續處理後續的運行狀態。結合以上描述，上位機系統包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊、在線輸出模塊等功能；運動控制系統包括三軸伺服控制模塊、數據存儲模塊、I/o控制模塊等功能。其中工作量最大的三軸伺服控制模塊交給LM629晶片控制，其餘的包括上位機系統交給單片機控制，這樣就實現了單片機與LM629晶片的分工，同時二者之間也可以進行通訊，實時進行數據交換和調用。請參閱圖4，為本實用新型較佳實施例的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統的結構框圖。包括單片機、第一 LM629晶片、第二 LM629晶片、第三LM629晶片、第一電機驅動器、第二電機驅動器、第三電機驅動器、第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機，所述的單片機與第一 LM629晶片、第二 LM629晶片和第三LM629晶片通訊，所述的第一 LM629晶片、第二 LM629晶片和第三LM629晶片通訊分別發出控制信號至第一電機驅動器、第二電機驅動器和第三電機驅動器，由所述的第一電機驅動器控制第一高速直流電機，所述的第二電機驅動器控制第二高速直流電機和所述的第三電機驅動器控制第三高速直流電機。上述中，所述的第一 LM629晶片和第一高速直流電機之間還連接有第一編碼器，所述的第二 LM629晶片和第二高速直流電機之間還連接有第二編碼器，所述的第三LM629晶片和第三高速直流電機之間還連接有第三編碼器；所述的單片機通過數據總線與第一LM629晶片進行通訊，所述的單片機通過控制總線分別與第二 LM629晶片和第三LM629晶片進行通訊。本實用新型中，所述的第一 LM629晶片、第二 LM629晶片和第三LM629晶片內部均包括接口、運動梯形圖發生器、電機位置解碼器和閉環PID調節器。所述的接口為I/O 口，用於連接數據總線和控制總線；所述的運動梯形圖發生器用於生成速度運動梯形圖，其包含的面積就是點膠機器人三個馬達要運行的距離；所述的電機位置解碼器用於解讀點膠機器人的位置數據；所述的閉環PID調節器用於調節點膠機器人的驅動功率。本實用新型中三軸中低速點膠機器人伺服控制系統具體的功能實現如下I)操作人員把加工部件安裝在夾具上；2)打開電源，在打開電源瞬間單片機會對電源電壓來源進行判斷，當確定是蓄電池供電時，如果電池電壓低壓的話，將禁止LM629晶片工作，第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機不能工作，同時電壓傳感器將工作，控制器會通過信號燈塔發出低壓報警信號；3)啟動點膠機器人自動控制程序，通過控制器232串口輸入任務或者從硬碟裝載任務；4)將執行機構(包括膠刷和出膠頭)移動到起始點上方，調整好位姿；5)出膠信號有效，延時一段時間等待任務開啟；6)為了能夠驅動三軸自動點膠機器人運動，本控制系統引入了三片LM629晶片，但是通過I/O 口與單片機進入實時通訊，由單片機控制其開通和關斷；7)對於基於LM629晶片的系統來說，「忙」狀態的檢測是整個伺服系統設計的首要部分，在處理器向LM629晶片寫命令或者讀寫數字後，「忙」狀態位會被立刻置位，此時，會忽略一切命令數據傳輸，直至「忙」狀態被復位，所以在每次運動之前先檢測此狀態位，判斷是否為「忙」，如果是「忙」要進行軟體復位，使系統可以進行數據通訊；8)對於基於LM629晶片的系統來說，復位也是LM629晶片伺服系統操作中重要的一個環節，復位後，查看LM629晶片的狀態字，如果不等於84H或者C4H，說明硬體復位失敗，必須重新復位，否則LM629晶片不可以正常工作；9)在點膠機器人運動過程中，單片機會時刻儲存所經過的距離或者是經過的點膠點，並根據這些距離信息由單片機計算並確定相對下一個點膠機器人第一高速直流電機和第二高速直流電機分別要運行的距離、速度和加速度，單片機然後與LM629晶片通訊，傳輸這些參數給LM629晶片，然後由LM629晶片生成速度運動梯形圖，如圖5所示，這個梯形包含的面積就是點膠機器人第一高速直流電機和第二高速直流電機要運行的距離；[0084]10)在點膠機器人第一高速直流電機和第二高速直流電機在二維平面上運動過程中，單片機會根據儲存膠點信息，把決定點膠點膠量的第三高速直流電機運動的距離、速度、加速度信號傳輸給控制電機運動的LM629晶片，然後由LM629晶片生成第三高速直流電機速度運動梯形圖，這個梯形包含的面積就是點膠機器人第三高速直流電機要運行的距離；11)在運動過程中如果自動點膠機器人控制器發現無論三個電機的膠點距離求解出現死循環將向單片機發出中斷請求，單片機會對中斷做第一時間響應，如果單片機的中斷響應沒有來得及處理，點膠機器人的第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機電機將原地自鎖，並儲存當前信息，等待故障排除後，二次開啟時重新調取點膠信息，繼續執行未完成的任務；12)裝在第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機上的光碼盤會輸出其位置信號A和位置信號B，光碼盤的位置信號A脈衝和B脈衝邏輯狀態每變化一次，LM629內的位置寄存器會根據第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機的運行方向加I或者是減I ;13)光碼盤的位置信號A脈衝和B脈衝和Z脈衝同時為低電平時，就產生一個INDEX信號給LM629晶片，記錄電機的絕對位置，然後換算成自動點膠機器人在XYZ三維平面中的具體位置；14)單片機時刻都對電機的位置進行監視，根據自動點膠機器人在XYZ三維平面中的具體位置與設定位置的對比，送相應的加速度、速度和位置數據等給LM629晶片的梯形圖發生器作為參考值，由梯形圖此計算出點膠機器人需要更新的第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機實際加速度、速度和位置信號；15)如果點膠機器人在運行過程中遇到突然斷電時，電池會自動開啟立即對點膠機器人進行供電，當任何一個電機的運動電流超過設定值時，LM629晶片的中斷命令LPES將會向控制器發出中斷請求，此時控制器會立即控制其LM629晶片停止工作，從而有效地避免了電池大電流放電的發生；16)如果在點膠過程中讀到了自動暫停點，單片機會控制LM629晶片以最大的加速度停車使第一高速直流電機、第二高速直流電機和第三高速直流電機暫停在設置點，並存儲當前坐標信息，直到控制器讀到再次按下「開始」按鈕信息才可以使LM629晶片重新工作，並調取存儲信息使點膠機器人從自動暫停點可以繼續工作；17)在運動過程中，如果檢測到電機的轉矩出現脈動，控制器會自動補償，減少了電機轉矩對點膠過程的影響；18)點膠機器人在運行過程會時刻檢測電池電壓，當系統出現低壓時，傳感器會通知控制器開啟並發出報警提示，有效地保護了電池；19)當完成整個加工部件的點膠運動後，點膠閥會停止出膠，延時，走出運動軌跡；20)點膠機器人重新設定位置零點，等待下一周期工作。本實用新型三軸中低速點膠機器人伺服控制系統具有的有益效果是1:在運動過程中，充分考慮了電池在這個系統中的作用，基於單片機+LM629控制器時刻都在對點膠機器人的運行狀態進行監測和運算，當遇到交流電源斷電時，電池會立即提供能源，避免了自動點膠系統伺服系統運動的失敗，並且在電池提供電源的過程中，時刻對電池的電流進行觀測並保護，避免了大電流的產生，所以從根本上解決了大電流對電池的衝擊，避免了由於大電流放電而引起的電池過度老化現象的發生；2 由LM629晶片處理自動點膠機器人的三隻高速直流電機的獨立伺服控制，使得控制比較簡單，大大提高了運算速度，解決了單片機軟體運行較慢的瓶頸，縮短了開發周期短，並且程序可移植能力強；3:基本實現全貼片元器件材料，實現了單板控制，不僅節省了控制板佔用空間，而且有利於點膠機器人體積和重量的減輕；4 :為了提高運算速度和精度，本點膠機器人採用了高速直流電機替代了傳統系統中常用的步進電機，使得運算精度大大提高；5 :由於本控制器採用LM629晶片處理大量的數據與算法，把單片機從繁重的工作量中解脫出來，有效地防止了點膠機器人失控，抗幹擾能力大大增強；6 :由LM629晶片根據單片機的位置、速度和加速度給定以及光碼盤信息輸出PWM調製信號和方向信號，通過驅動電路可以直接驅動電機，不僅減輕了單片機的負擔，簡化了接口電路，而且省去了單片機內部編寫位置、速度控制程序，以及各種PID算法的麻煩，使得系統的調試簡單；7:在點膠機器人運行過程中，控制器會對電機的轉矩進行在線辨識並利用電機力矩與電流的關係進行補償，減少了電機轉矩抖動對點膠機器人快速行走的影響；8 :在控制中，單片機可以根據機器人外圍運行情況適時調整LM629晶片內部的PID參數，實現分段P、PD、PID控制和非線性PID控制，使系統滿足中低速運行時速度的切換；9:由於具有存儲功能，這使得點膠機器人掉電後可以輕易的調取已經塗膠好的路徑信息，即使出現故障後也可以輕易的二次點膠；10 :LM629晶片的PID控制及運動控制類指令採用雙緩衝結構，數據首先寫入主寄存器，只有在寫入相關命令後主寄存器的數據才能進一步裝入工作寄存器，這樣很容易實現三軸伺服運動的同步；11 :由於採用的單片機是工業級的C8051F120單片機，在滿足實用性的同時，其內核就是傳統的8051的內核，使得編程者可以很好的二次開發；12:由於採用單獨的一軸控制點膠的膠量，這樣膠量大小粗細、塗膠速度、點膠時間、停膠時間皆可任意設定，可以滿足任何膠點不一致的要求；13 :在整個點膠過程中，加入了暫停點設定，這樣有利於在運動過程中目測已經點膠好的位置，提前發現點膠問題。以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求1.一種三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，包括電池、交流電源、第一信號處理器、第二信號處理器、處理器單元、第一高速直流電機、第二高速直流電機、第三高速直流電機以及點膠機器人，所述的第一信號處理器通過交流電源或者電池單獨提供電流驅動所述的處理器單元，所述的處理器單元分別發出第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號，所述的第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號分別控制所述的第二高速直流電機、第一高速直流電機和第三高速直流電機，通過所述的第一高速直流電機的第二控制信號、通過所述的第二高速直流電機的第一控制信號和通過所述的第三高速直流電機的第三控制信號經過第二信號處理器合成之後，控制點膠機器人的運動，其中，所述的處理器單元為一雙核處理器，包括單片機和LM629晶片，且單片機和LM629晶片之間實時進行數據交換和調用，所述的LM629晶片包括第一 LM629晶片、第二 LM629晶片和第三LM629晶片。
2.根據權利要求1所述的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，所述的處理器單元還包括設於單片機和LM629晶片的上位機系統和運動控制系統，所述的上位機系統包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊以及在線輸出模塊，所述的運動控制系統包括三軸伺服控制模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊，其中，單片機用於控制人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊、在線輸出模塊、數據存儲模塊以及I/O 控制模塊，LM629晶片用於控制伺服控制模塊。
3.根據權利要求1所述的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，所述的 LM629晶片內部還包括運動梯形圖發生器，所述的運動梯形圖發生器用於生成速度運動梯形圖，其包含的面積就是點膠機器人兩個馬達要運行的距離。
4.根據權利要求1所述的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，所述的 LM629晶片內部還包括電機位置解碼器，所述的電機位置解碼器用於解讀點膠機器人的位置數據。
5.根據權利要求1所述的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，所述的 LM629晶片內部還包括閉環PID調節器，所述的閉環PID調節器用於調節點膠機器人的驅動功率。
6.根據權利要求1所述的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，所述的高速直流電機上還安裝有光碼盤，所述的光碼盤用於輸出點膠機器人的位置信號。
7.根據權利要求1所述的三軸中低速點膠機器人伺服控制系統，其特徵在於，所述的單片機為工業級的C8051F120單片機。
專利摘要本實用新型在單片的單片機中引入LM629晶片，形成基於單片機+LM629的雙核處理器，充分考慮電池在這個系統的作用，把三軸中低速點膠機器人伺服控制系統中工作量最大的三軸伺服系統交給LM629晶片控制，充分發揮LM629晶片數據處理速度較快的特點，而人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數預設模塊、在線輸出模塊、數據存儲模塊以及I/O控制模塊等功能交給單片機控制，這樣就實現了單片機與LM629晶片的分工，把單片機從繁重的工作量中解脫出來，防止點膠機器人失控，抗幹擾能力大大增強。
文檔編號G05B19/042GK202837920SQ20122049420
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者張好明, 王應海, 貢亞麗 申請人:蘇州工業園區職業技術學院