SCARA機器人是桌面型的4關(guān)節(jié)機器人的機型，廣泛應(yīng)用于金屬加工行業(yè)的上下料、電子產(chǎn)品行業(yè)的點膠、涂膠與搬運、玻璃行業(yè)的搬運與組裝。雖然國內(nèi)機器人處于快速的發(fā)展中，但國內(nèi)的SCARA機器人大多都是采用脈沖方式控制，一個運動控制單元只可以完成單個SCARA機器人的控制，無法完成SCARA機器人各軸的狀態(tài)監(jiān)視與控制。
EP3E-EP
EP3E伺服驅(qū)動器是武漢邁信電氣技術(shù)有限公司推出的國內(nèi)首款基于POWERlink總線的伺服驅(qū)動器：可外接單圈或者多圈絕對式編碼器；實時總線抖動在線同步調(diào)整等創(chuàng)新技術(shù)，為客戶提供更加高性能，更加靈活，更加安全的伺服系統(tǒng)。
EP3E伺服驅(qū)動器從產(chǎn)品尺寸、接線方式上非常適合多機器人的工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)，其POWERlink總線一網(wǎng)到底的連接方式，為客戶的SCARA機器人自動化流水線提供更多便利，將為客戶提供更具性價比的方案。
本次項目所使用的SCARA機器人，具有結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，精度高，過載能力強等特點。該項目用于自動點膠生產(chǎn)線，同時也適用于點膠工藝，激光切割，焊錫等場合。
圖1、SCARA機器人解決方案的照片
系統(tǒng)設(shè)計
1、客戶需求
客戶要求SCARA機器人具備較高的加工速度，以及較高自動化水平，能夠自動完成產(chǎn)線的上料、下料等功能，同時要求高穩(wěn)定性。此外，客戶還要求能夠通過遠程訪問來實時查看機器人的工作狀態(tài)。
2、系統(tǒng)設(shè)計方案
通過對客戶需求的深入分析，我們?yōu)榭蛻粼O(shè)計了“B&R的X20控制器+EP3E伺服驅(qū)動器”的電控解決方案，如圖2所示。
圖2、SCARA機器人電氣方案圖
系統(tǒng)優(yōu)勢
1、融合MC，CNC，robotics的X20運動控制系統(tǒng)
基于X20的運動控制解決方案：利用通用運動控制技術(shù)設(shè)計平臺，通過POWERlink總線技術(shù)將機器人、CNC、多軸運動和單軸定位組成一個系統(tǒng)。可以將復(fù)雜的路徑信息應(yīng)用到機床和生產(chǎn)機械中；還可以實現(xiàn)控制多軸的關(guān)節(jié)機器人，進行復(fù)雜的3D圖CNC加工；借助實時操作系統(tǒng)，運動控制循環(huán)時間可達400μs，CNC、PLC、I/O和驅(qū)動器可至微秒級高精度同步；同一處理器處理運動控制和邏輯控制，CNC和PLC同步運行任務(wù)。
X20的軟件框架如圖3所示，所支持的CNC技術(shù)包括：
支持標(biāo)準(zhǔn)DIN66025的標(biāo)準(zhǔn)語言，支持客戶自定義解釋語言；
每個系統(tǒng)擁有8個CNC通道，每個CNC通道插補最多15個軸參與，每個CNC通道非插補不限制軸數(shù)；
各路徑段具有“程序段預(yù)讀”功能，優(yōu)化運動軌跡，可以實時更改速度倍率；
自動切線刀具向?qū)В瑥V泛應(yīng)用于皮革切割、玻璃切割等行業(yè)；
沿輪廊反向運動，廣泛應(yīng)用于激光切割、水切割等行業(yè)；
二十余種多軸運動轉(zhuǎn)換，支持客戶自定義坐標(biāo)變換；
單向和雙向螺距誤差補償和反向間隙補償，支持直角坐標(biāo)系的軸偏移補償；
所有技術(shù)功能：銑、磨、切割、焊接、搬運、包裝、木工、紅木、石材、大理石、玻璃切割等行業(yè)。
圖3、軟件框架
2、EP3E高性能伺服驅(qū)動器
EP3E是國內(nèi)首家通過EPSG組織（The Ethernet POWERlink Standardization Group）的一致性測試的產(chǎn)品，因此可以很好的與X20控制器進行配合；EP3E內(nèi)置的電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的控制周期分別為50μs、100μs、100μs；可以支持17bit的單圈與多圈編碼器，以及20bit的單圈與多圈編碼器；支持實時以太網(wǎng)總線的抖動同步調(diào)整技術(shù)，可以充分滿足MC、CNC、robotics對于動態(tài)響應(yīng)和同步性的要求。
3、系統(tǒng)軟件框架
圖4、系統(tǒng)軟件框架
系統(tǒng)軟件由Configuration、System、CNC以及Axes等模塊組成：Configuration模塊負責(zé)整個系統(tǒng)的配置工作；System負責(zé)系統(tǒng)狀態(tài)機；CNC和Axes分別負責(zé)插補通道狀態(tài)機和軸狀態(tài)機。為實現(xiàn)完整的機器人軟件功能，系統(tǒng)軟件還包括如坐標(biāo)變換、伺服通訊及人機界面通訊等功能。
系統(tǒng)性能測試
在實際測試過程中，系統(tǒng)用了極短的時間就調(diào)試成功。
圖5、SCARA機器人各軸工作電機電流的trace數(shù)據(jù)
武漢邁信電氣技術(shù)有限公司致力于為國內(nèi)自動化設(shè)備廠商提供POWERlink總線伺服驅(qū)動器，在性能與功能上能夠滿足MC、CNC、robotics各個行業(yè)對伺服系統(tǒng)的要求，同時，價格上也沒有國外伺服驅(qū)動器那么高昂，從而實現(xiàn)國產(chǎn)SCARA機器人的POWERlink總線化，降低國產(chǎn)機器人的總體成本，提高國產(chǎn)機器人的競爭力。
