基于三轴台式工业机器人平台的通用性控制软件

本文主要以三轴台式工业机器人为平台，采用改进的栅格法进行加工工件的环境表示，利用不同优先级的权值进行路径规划，设计具备一定通用性的控制软件，避免了加工不同工件需重新编写程序的麻烦。

如今工业机器人已逐步融入工业生产之中，与工业机器人开发相关的企业也相继在中国出现。然而，对于不同客户的需求，只能通过工程师编写不同程序的方式来满足客户的需求。因此，在这些企业中，大多数都是以“非标”产业和机器人代售为主。而同一机器人应用于不同工作环境，在软件设计上的通用性问题上一直存在着很大的阻碍。

工业机器人系统通过控制软件发送指令给予SmartPAC运动控制器，由控制器根据相关指令转换为轴的驱动指令并传输给相应的轴伺服器，轴伺服器根据接收过来的指令控制轴以执行相关动作。参数输入端是由鼠标与键盘通过USB接口直接接入控制器，该控制器自带操作系统WinCE.控制软件在该运动控制器的WinCE环境下运行，通过输入端在控制软件上设定相关参数或进行操作，由通用控制软件分析并确定一条合适的加工路径。根据加工路径，得出相关指令集合，通过控制软件向轴依次发送指令，以达到加工工件的目的。

该工业机器人系统框架如图1所示。

该软件控制端所控制的机器人是由三个雅马哈单轴伺服器以及一个Smart PAC运动控制器相组合而成的三轴台式工业机器人。其中三轴分别命名为X，Y，Z，相互构成了一个立体空间。加工工件固定于Y轴上，处于XY平面之内。在加工工件上分布着N个加工点。

操作人员只需通过该软件控制端输入加工工件的模型，以及加工点的位置。通过栅格法加入树的形式对模型逐步分解，对加工点逐个确定，接下来从中分析出最佳路径，最佳路径以最短的时间内完成单位工件的加工为准。

该三轴台式工业机器人通用控制软件界面如图2所示，主要分为4个部分，左上角为参数设置面板，左下角为轴位置显示面板，右上角为控制操作面板，右下角为轴测试面板，用以测试轴能否正常工作。参数设置面板与控制操作面板将会在下文中详细介绍。