專利名稱：兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型是有關于點膠機器人的技術領域，且特別是有關于兩軸中低速點膠機 器人伺服控制系統(tǒng)。[0002]背景技術[0003]在高技術迅猛發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的生產方式已日趨落后，新型的自動化生產將成 為新世紀接受市場挑戰(zhàn)的重要方式，自動化不僅是提高勞動生產率的手段，對企業(yè)未來的 長遠發(fā)展戰(zhàn)略起著重要的作用。由于機器人是新型的自動化的主要工具，工業(yè)機器人及其 應用工程的開發(fā)，將機器人變?yōu)橹苯由a力，它在改變傳統(tǒng)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(yōu)越性，同時它將人從惡劣危險的工作環(huán)境中替換出來， 進行文明生產，這對促進經濟發(fā)展和社會進步都具有重大意義。[0004]隨著制造業(yè)對機器人裝備的需求及綠色環(huán)保和改善勞動者的工作環(huán)境要求越來 越高，專門對流體進行控制，并將流體點滴、涂覆于產品表面或產品內部的自動化機器點膠 機器人隨即產生。點膠機器人主要用于產品工藝中的膠水、油漆以及其他液體精確點、注、 涂、點滴到每個產品精確位置，可以用來實現(xiàn)打點、畫線、圓型或弧型。“點膠機器人”的研究 開發(fā)將對我國制鞋行業(yè)、PCB板綁定封膠、IC封膠、PDA封膠、IXD封膠、IC封裝、IC粘 接等行業(yè)產生巨大的經濟效益和社會效益。有的時候，點膠機器人只是需要反復在一條直 線上或者一個二維的平面上進行簡單的直線或圓弧涂膠或者是按照一定的規(guī)律對一些位 置進行點對點的涂膠，這個時候一臺兩軸的點膠機器人可以很快的完成上述動作。一臺完 整的二軸點膠機器人大致分為以下幾個部分[0005]I)電機執(zhí)行電機是點膠機器人的動力源，它根據(jù)微處理器的指令來執(zhí)行點膠機 器人在加工部件二維的平面上行走的相關動作；[0006]2)算法算法是點膠機器人的靈魂，點膠機器人必須采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；[0007]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(tài)信息等都需要經過微處理器處理并 做出相應的判斷。[0008]點膠機器人結合了多學科知識，對于提升在校學生的動手能力、團隊協(xié)作能力和 創(chuàng)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(yǎng)大批相關領域的人才，進而促進相關領域的技術發(fā)展和產業(yè)化進程。但是 由于國內研發(fā)此機器人的單位較少，相對研發(fā)水平比較落后，研發(fā)的兩軸點膠機器人伺服 控制系統(tǒng)，如圖1，長時間運行發(fā)現(xiàn)存在著很多安全問題，即[0009](I)作為點膠機器人的電源采用的是一般交流電源整流后的直流電源，當突然停 電時會使整個點膠運動失敗；[0010](2)作為點膠機器人的執(zhí)行機構采用的多是步進電機，經常會遇到丟失脈沖造成 電機失步現(xiàn)象發(fā)生，導致對位置的記憶出現(xiàn)錯誤；[0011](3)由于采用步進電機，使得機體發(fā)熱比較嚴重，有的時候需要進行散熱；[0012](4)由于采用步進電機，使得系統(tǒng)運轉的機械噪聲大大增加，不利于環(huán)境保護；[0013](5)由于米用步進電機,其電機本體一般都是多相結構,控制電路需要米用多個功 率管，使得控制電路相對比較復雜，并且增加了控制器價格；[0014](6)由于采用步進電機，使得系統(tǒng)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?。籟0015](7)由于采用步進電機，使得系統(tǒng)的力矩相對較小。[0016](8)由于控制不當?shù)脑?，導致有的時候步進電機產生共振；[0017](9)由于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；[0018](10)相對采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(tǒng)占 用較大的空間，重量相對都比較重；[0019](11)由于受周圍環(huán)境不穩(wěn)定因素干擾，單片機控制器經常會出現(xiàn)異常，引起點膠 機器人失控，抗干擾能力較差；[0020](12)對于兩軸點膠機器人的點膠過程來說，一般要求其兩個電機的PWM控制信號 要同步，由于受單片機計算能力的限制，單一單片機伺服系統(tǒng)很難滿足這一條件，使得點膠 機器人點膠量不一致，特別是對于快速行走時情況更糟糕；[0021](13)由于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；[0022](14)點膠系統(tǒng)一旦開始，就要完成整個點膠運動，中間沒有任何暫?；蚓彌_的點。[0023]因此，需要對現(xiàn)有的基于單片機控制的兩軸點膠機器人控制系統(tǒng)進行重新設計， 尋求一種經濟適用的中低速兩軸點膠伺服系統(tǒng)。實用新型內容[0024]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種兩軸中低速點膠機器人伺服控制系 統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術中點膠機器人失控和抗干擾能力較差的問題。[0025]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是提供一種兩軸中低速 點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，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(fā)出第一 控制信號和第二控制信號，所述的第一控制信號和第二控制信號分別控制所述的第二高速 直流電機和第一高速直流電機，通過所述的第一高速直流電機的第二控制信號和通過所述 的第二高速直流電機的第一控制信號經過第二信號處理器合成之后，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芯片，且單片機和LM629 芯片之間實時進行數(shù)據(jù)交換和調用。[0026]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于單片機和LM629 芯片的上位機系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)，所述的上位機系統(tǒng)包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、 軌跡參數(shù)預設模塊以及在線輸出模塊，所述的運動控制系統(tǒng)包括兩軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù) 存儲模塊以及I/O控制模塊，其中，單片機用于控制人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參 數(shù)預設模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及I/o控制模塊，LM629芯片用于控制伺服控制豐吳塊。[0027]在本實用新型一個較佳實施例中，所述的LM629芯片內部還包括運動梯形圖發(fā)生 器，所述的運動梯形圖發(fā)生器用于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。[0028]在本實用新型一個較佳實施例中，所述的LM629芯片內部還包括電機位置解碼 器，所述的電機位置解碼器用于解讀點膠機器人的位置數(shù)據(jù)。[0029]在本實用新型一個較佳實施例中，所述的LM629芯片內部還包括閉環(huán)PID調節(jié)器， 所述的閉環(huán)PID調節(jié)器用于調節(jié)點膠機器人的驅動功率。[0030]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 的光碼盤用于輸出點膠機器人的位置信號。[0031]在本實用新型一個較佳實施例中，所述的單片機為工業(yè)級的C8051F120單片機。[0032]本實用新型的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，為了提高運算速度，保證兩 軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，本實用新型在單片的單片機中引入 LM629芯片，形成基于單片機+LM629的雙核處理器，充分考慮電池在這個系統(tǒng)的作用，把兩 軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)中工作量最大的兩軸伺服系統(tǒng)交給LM629芯片控制，充 分發(fā)揮LM629芯片數(shù)據(jù)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(shù)預 設模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)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(xiàn)了單片機與LM629芯片的分工，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，抗干擾能力大大增強。


[0033]圖1為現(xiàn)有技術中兩軸點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的原理圖；[0034]圖2為本實用新型較佳實施例的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的原理圖；[0035]圖3為圖2中處理器單元的的方框圖；[0036]圖4為本實用新型較佳實施例的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的結構框 圖；[0037]圖5為點膠機器人的速度運動曲線。
具體實施方式
[0038]
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(yōu)點 和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確 的界定。[0039]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(tǒng)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(tǒng)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(fā)快(開發(fā)工具易用， 可縮短研發(fā)周期)和見效快(調試手段靈活)的特點，其性能優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下方面[0040]I)高速、流水線結構的8051兼容的CIP-51內核(100MIPS或50MIPS)；[0041]2)全速、非侵入式的在系統(tǒng)調試接口(片內)；[0042]3)真正12位或10位、100 ksps的ADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；[0043]4)真正8位500 ksps的ADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；[0044]5)兩個12位DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式(僅C8051F12X);[0045]6)2周期的16 X 16乘法和累加引擎；[0046]7) 128KK或64KB可在系統(tǒng)編程的FLASH存儲器；[0047]8) 8448 (8K+256)字節(jié)的片內 RAM ;[0048]9)可尋址64KB地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口 ；[0049]10)硬件實現(xiàn)的SP1、SMBus/ I2C和兩個UART串行接口 ；[0050]11)5個通用的16位定時器；[0051]12)具有6個捕捉/比較模塊的可編程計數(shù)器/定時器陣列；[0052]13)片內看門狗定時器、VDD監(jiān)視器和溫度傳感器。[0053]LM629芯片是National semiconductor生產的一款用于精密運動控制的專用芯 片，有24腳和28腳二種表面安裝式封裝，在一個芯片內集成了數(shù)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(tǒng)的任務變得輕松、容易，它有以下特性[0054]I)工作頻率為6MHz和8MHz，工作溫度范圍為_40°C +85°C，使用5V電源；[0055]2) 32位的位置、速度和加速度存器；[0056]3) 8位分辨率的PWM脈寬調制輸出；[0057]4) 16位可編程數(shù)字PID控制器；[0058]5)內部的梯形速度發(fā)生器；[0059]6)該芯片可實時修改速度、目標位置和PID控制參數(shù)；[0060]7)實時可編程中斷；可編程微分項采樣間隔；[0061]8)對增量碼盤信號進行四倍頻；[0062]9)可設置于速度或位置伺服兩種工作狀態(tài)。[0063]上述特點使得LM629芯片特別適合伺服控制系統(tǒng)中。[0064]如圖2所示，為本實用新型較佳實施例的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的 原理圖。本實施例中，兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)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(tǒng)的工作提供工作電壓。[0065]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(fā)出第一控制信號和第二控制信號，所述的第 一控制信號和第二控制信號分別控制所述的第二高速直流電機和第一高速直流電機，通過 所述的第一高速直流電機的第二控制信號和通過所述的第二高速直流電機的第一控制信 號經過第二信號處理器合成之后，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芯片，且單片機和LM629芯片之間實時進行數(shù)據(jù)交換和調 用。[0066]本實用新型為克服單一的單片機不能滿足兩軸點膠機器人行走的穩(wěn)定性和快 速性的要求，舍棄了國產點膠機器人所采用的單片的單片機的工作模式，提供了單片機 +LM629芯片的全新控制模式，控制板以LM629芯片為處理核心，實現(xiàn)數(shù)字信號的實時處理，把單片機從復雜的工作當中解脫出來，實現(xiàn)部分的信號處理算法和LM629芯片的控制邏 輯，并響應中斷，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和存儲實時信號。[0067]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芯片，二 者可相互通訊，實時進行數(shù)據(jù)交換和調用。所述的處理器單元還包括設于單片機和LM629 芯片的上位機系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)，所述的上位機系統(tǒng)包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、 軌跡參數(shù)預設模塊以及在線輸出模塊，所述的運動控制系統(tǒng)包括兩軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù) 存儲模塊以及I/O控制模塊。其中，單片機用于控制人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參 數(shù)預設模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及I/O控制模塊，LM629芯片用于控制兩軸伺 服控制模塊。[0068]上位機系統(tǒng)包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數(shù)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；路徑讀取模塊用于讀書已經已經預 設好的速度，加速度，位置等參數(shù)設置；軌跡參數(shù)預設模塊用于預先設置點膠機器人的路徑 軌跡；在線輸出模塊用于提示點膠機器人的工作狀態(tài)，比如是點膠機器人工作過程中或到 站狀態(tài)提示。[0069]運動控制系統(tǒng)包括兩軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及I/O控制模塊。其中，數(shù) 據(jù)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端口等。[0070]對于處理器單元為一雙核處理器，在電源打開狀態(tài)下，點膠機器人先進入自鎖狀 態(tài)，然后把點膠機器人的點膠閥放在廢膠回收裝置處，打開點膠閥門然后膠體自動流出，等 均勻后開始移動到起始點，點膠機器人把儲存的實際導航傳輸參數(shù)傳輸給控制器中的單片 機，單片機把這些環(huán)境參數(shù)轉化為點膠機器人在指定運動軌跡下第一高速直流電機和第二 高速直流電機要運行的距離、速度和加速度，然后與LM629芯片通訊，LM629芯片根據(jù)這些 參數(shù)轉處理兩個獨立電機的伺服控制，并把處理數(shù)據(jù)通訊給單片機，由單片機繼續(xù)處理后 續(xù)的運行狀態(tài)。[0071]結合以上描述，上位機系統(tǒng)包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數(shù)預設模 塊、在線輸出模塊等功能；運動控制系統(tǒng)包括兩軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、I/o控制 模塊等功能。其中工作量最大的兩軸伺服控制模塊交給LM629芯片控制，其余的包括上位 機系統(tǒng)交給單片機控制，這樣就實現(xiàn)了單片機與LM629芯片的分工，同時二者之間也可以 進行通訊，實時進行數(shù)據(jù)交換和調用。[0072]請參閱圖4，為本實用新型較佳實施例的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)的 結構框圖。包括單片機、LM629芯片、電機驅動器、第一高速直流電機和第二高速直流電機， 所述的單片機與LM629芯片通訊，所述的LM629芯片發(fā)出控制信號至電機驅動器，由所述的 電機驅動器控制第一高速直流電機和第二高速直流電機。[0073]上述中，所述的LM629芯片和高速直流電機之間還連接有編碼器；所述的單片機 通過分別數(shù)據(jù)總線和控制總線與LM629芯片進行通訊。[0074]本實用新型中，所述的LM629芯片內部包括接口、運動梯形圖發(fā)生器、電機位置解 碼器和閉環(huán)PID調節(jié)器。所述的接口為I/O 口，用于連接數(shù)據(jù)總線和控制總線；所述的運動 梯形圖發(fā)生器用于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；所述的電機位置解碼器用于解讀點膠機器人的位置數(shù)據(jù)；所述的閉環(huán)PID調節(jié)器用 于調節(jié)點膠機器人的驅動功率。[0075]本實用新型中兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)具體的功能實現(xiàn)如下[0076]I)操作人員把加工部件安裝在夾具上；[0077]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，當確定是電池 供電時，如果電池電壓低壓的話，將禁止LM629芯片工作，電機不能自鎖，同時電壓傳感器 將工作，控制器會發(fā)出低壓報警信號；[0078]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盤裝載 任務；[0079]4)將執(zhí)行機構(包括膠刷和出膠頭)移動到起始點上方，調整好位姿；[0080]5)出膠信號有效，延時一個時間段，等待任務啟動；[0081]6)為了能夠驅動兩軸點膠機器人運動，本控制系統(tǒng)引入了兩片LM629芯片，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；[0082]7)對于基于LM629芯片的系統(tǒng)來說，“忙”狀態(tài)的檢測是整個伺服系統(tǒng)設計的首要 部分，在處理器向LM629芯片寫命令或者讀寫數(shù)字后，“忙”狀態(tài)位會被立刻置位，此時，會忽 略一切命令數(shù)據(jù)傳輸，直至“忙”狀態(tài)被復位，所以在每次運動之前先檢測此狀態(tài)位，判斷是 否為“忙”，如果是“忙”要進行軟件復位，使系統(tǒng)可以進行數(shù)據(jù)通訊；[0083]8)對于基于LM629芯片的系統(tǒng)來說，復位也是LM629芯片伺服系統(tǒng)操作中重要的 一個環(huán)節(jié)，復位后，查看LM629芯片的狀態(tài)字，如果不等于84H或者C4H，說明硬件復位失敗， 必須重新復位，否則LM629芯片不可以正常工作；[0084]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，并根據(jù)這些距離信息由單片機計算得到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，單片機然后與LM629芯片通訊，傳輸這 些參數(shù)給LM629芯片，然后由LM629芯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兩個電機要運行的距離；[0085]10)在運動過程中如果自動點膠機器人發(fā)現(xiàn)膠點距離求解出現(xiàn)死循環(huán)將向單片機 發(fā)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和第二高速直流電機將原地自鎖，防止誤操作；[0086]11)裝在第一高速直流電機和第二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脈沖和B脈沖邏輯狀態(tài)每變化一次，LM629芯片內的位 置寄存器會根據(jù)第一高速直流電機和第二高速直流電機的運行方向加I或者是減I ;[0087]12)光碼盤的位置信號A脈沖和B脈沖和Z脈沖同時為低電平時，就產生一個 INDEX信號給LM629芯片，記錄電機的絕對位置，然后換算成自動點膠機器人在點膠部件中 的具體位置；[0088]13)單片機根據(jù)點膠機器人在點膠部件的具體位置與設定位置的對比，經單片機 計算后送相應的加速度、速度和位置數(shù)據(jù)等給LM629芯片的梯形圖發(fā)生器作為參考值，由 梯形圖此計算出自動點膠機器人需要更新的實際加速度、速度和位置信號；[0089]14)由運動梯形圖發(fā)生器結合電機位置解碼器決定的閉環(huán)PID調節(jié)器生成功率驅 動橋需要的PWM波信號和電機正反轉信號，用來實現(xiàn)點膠機器人系統(tǒng)第一高速直流電機和 第二高速直流電機的伺服控制；[0090]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，當電機的運動電流超過設定值時，LM629芯片的中斷命令LPES將會向控 制器發(fā)出中斷請求，此時控制器會立即控制LM629芯片停止工作，從而有效地避免了電池 大電流放電的發(fā)生；[0091]16)如果在點膠過程中讀到了自動暫停點，單片機會控制LM629芯片以最大的加 速度停車使加工過程出現(xiàn)自動暫停并存儲當前信息，直到控制器讀到再次按下“開始”按 鈕信息才可以使LM629芯片重新工作，并調取存儲信息使點膠機器人從暫停點可以繼續(xù)工 作；[0092]17)在運動過程中，如果檢測到電機的轉矩出現(xiàn)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；[0093]18)點膠機器人在運行過程會時刻檢測電池電壓，當系統(tǒng)出現(xiàn)低壓時，傳感器會通 知控制器開啟并發(fā)出報警提示，有效地保護了電池；[0094]19)當完成整個加工部件的點膠運動后，點膠閥會停止出膠，延時，走出運動軌 跡；[0095]20)點膠機器人重新設定位置零點，等待下一周期的任務。[0096]本實用新型兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)具有的有益效果是[0097]1:在運動過程中，充分考慮了電池在這個系統(tǒng)中的作用，基于單片機+LM629控制 器時刻都在對點膠機器人的運行狀態(tài)進行監(jiān)測和運算，當遇到交流電源斷電時，電池會立 即提供能源，避免了點膠系統(tǒng)伺服系統(tǒng)運動的失敗，并且在電池提供電源的過程中，時刻對 電池的電流進行觀測并保護，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 沖擊，避免了由于大電流放電而引起的鋰離子電池過度老化現(xiàn)象的發(fā)生；[0098]2 :由LM629芯片處理點膠機器人的兩只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，解決了單片機運行較慢的瓶頸，縮短了開發(fā)周期短，并且程序可 移植能力強；[0099]3:基本實現(xiàn)全貼片元器件材料，實現(xiàn)了單板控制，不僅節(jié)省了控制板占用空間，而 且有利于點膠機器人體積和重量的減輕；[0100]4 :為了提高運算速度和精度，本點膠機器人采用了高速直流電機替代了傳統(tǒng)系統(tǒng) 中常用的步進電機，使得運算精度大大提高，效率也相對較高；[0101]5 :由于采用直流電機，使得調速范圍比較寬，調速比較平穩(wěn)；[0102]6 :由于本控制器采用LM629芯片處理大量的數(shù)據(jù)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，抗干擾能力大大增強；[0103]7 由LM629芯片根據(jù)單片機的位置、速度和加速度給定以及光碼盤信息輸出PWM 調制信號和方向信號，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(tǒng)的調試簡單；[0104]8 :在控制中，單片機可以根據(jù)點膠機器人外圍運行情況適時調整LM629芯片內部 的PID參數(shù)，實現(xiàn)分段P、PD、PID控制和非線性PID控制，使系統(tǒng)滿足中低速運行時速度的 切換；[0105]9:由于具有存儲功能，這使得點膠機器人掉電后或遇到故障重啟時系統(tǒng)可以輕易 的調取已經涂膠好的路徑信息，然后可以輕易的從故障點二次點膠完成未完成的任務；[0106]10 :LM629芯片的PID控制及運動控制類指令采用雙緩沖結構，數(shù)據(jù)首先由單片機 寫入主寄存器，只有在寫入相關命令后主寄存器的數(shù)據(jù)才能進一步裝入工作寄存器，這樣 很容易實現(xiàn)兩軸伺服運動的同步；[0107]11 :由于采用的單片機是工業(yè)級的C8051F120單片機，在滿足實用性的同時，其內 核就是傳統(tǒng)的8051的內核，使得編程者可以很好的二次開發(fā)；[0108]12 :在整個點膠過程中，加入了暫停點設定，這樣有利于在運動過程中目測已經點 膠好的位置，提前發(fā)現(xiàn)點膠問題。[0109]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，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范圍內。
權利要求1.一種兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，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(fā)出第一控制信號和第二控制信號，所述的第一控制信號和第二控制信號分別控制所述的第二高速直流電機和第一高速直流電機，通過所述的第一高速直流電機的第二控制信號和通過所述的第二高速直流電機的第一控制信號經過第二信號處理器合成之后，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芯片，且單片機和LM629芯片之間實時進行數(shù)據(jù)交換和調用。
2.根據(jù)權利要求1所述的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的處理器單元還包括設于單片機和LM629芯片的上位機系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)，所述的上位機系統(tǒng)包括人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數(shù)預設模塊以及在線輸出模塊，所述的運動控制系統(tǒng)包括兩軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及I/O控制模塊，其中，單片機用于控制人機界面模塊、路徑讀取模塊、軌跡參數(shù)預設模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及I/O 控制模塊，LM629芯片用于控制伺服控制模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 LM629芯片內部還包括運動梯形圖發(fā)生器，所述的運動梯形圖發(fā)生器用于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(jù)權利要求1所述的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 LM629芯片內部還包括電機位置解碼器，所述的電機位置解碼器用于解讀點膠機器人的位置數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 LM629芯片內部還包括閉環(huán)PID調節(jié)器，所述的閉環(huán)PID調節(jié)器用于調節(jié)點膠機器人的驅動功率。
6.根據(jù)權利要求1所述的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的高速直流電機上還安裝有光碼盤，所述的光碼盤用于輸出點膠機器人的位置信號。
7.根據(jù)權利要求1所述的兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的單片機為工業(yè)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芯片，形成基于單片機+LM629的雙核處理器，充分考慮電池在這個系統(tǒng)的作用，把兩軸中低速點膠機器人伺服控制系統(tǒng)中工作量最大的兩軸伺服系統(tǒng)交給LM629芯片控制，充分發(fā)揮LM629芯片數(shù)據(jù)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(shù)預設模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)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(xiàn)了單片機與LM629芯片的分工，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，抗干擾能力大大增強。
文檔編號B05C5/00GK202837910SQ201220494140
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者張好明, 王應海, 貢亞麗 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術學院