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随着工业4.0理念的推广,国内制造业的发展出现新的市场与机遇。运动控制部分,作为数控行业与机器人行业的重要核心技术,将无法再局限于过去的由国外名牌自动化厂家强烈的技术封锁中。PLCopen委员会,作为一个独立于生产商与产品的全球性协会,基于IEC61131-3标准制定了运动控制编程语言标准,旨在推广运动控制的规范化与标准化。本文对PLCopen标准做了详细研究,以其为基础开发基于轴组控制的MC BJUT功能块模型并完成其在数控方面与机器人方面的实践应用。 为了实现软件架构的规范化与标准化,本文构建了MC_BJUT轴组协同运动控制功能块模型。首先,研究了PLCopen标准的内容,深入分析了PLCopen第四部分轴组状态机;其次,开发了轴组XML文件,实现对于MC_BJUT功能块模型中对于轴组的调用;再次,研究了独立于机械本体的运动协同轨迹算法,实现了对TCP基本空间轨迹的插补规划,开发了MC_ TCP_ MoveLinear与MC_TCP_MoveCircular功能块;此外,把机械模型以参数配置的形式调用进程序架构中体现了整体软件控制方案的灵活性。结合以上内容,在Codesys平台上设计了具有TCP功能的轴组协同运动控制功能块模型MC_BJUT,详细说明了其内部实现原理。 以MC_BJUT功能块模型作为基类面向数控产品与机器人产品分别开发了衍生与扩展运动控制功能块设计。在数控方面,开发了MC_BJUT_3DGantry运动控制功能块作为MC_BJUT功能块模型的派生功能块,其主要适用于结构简单的笛卡尔型三维运动平台。课题中对其进行了实际测试,完成了MC BJUT功能块模型的可行性验证;从对于六轴串联焊接机器人的应用需求出发,针对机器人的各种不同的运动特点,研究了六轴焊接机器人姿态插补算法、摆焊轨迹算法等,开发对应的功能块,并将它们作为MC_BJUT功能块模型的扩展应用嵌入到控制系统软件架构中,开发了MC_BJUT_6AxesRobot功能块,完成了基于PLCopen轴组协同控制的六轴焊接机器人运动控制规划,并在实际测试中得到符合焊接应用中工艺要求的结果。