PLC三自由度焊接机器人设计+CAD图纸+梯形图(8)
1.2.3课题研究的主要内容
基于工业计算机，采用机器人运动控制器控制步进电机实现焊接机器人在X、Y和Z三个方向的运动要求；定位精度0.01mm；手部最大负重15kg；完成电机选型；完成控制系统硬件设计和软件开发。
第二章 三自由度焊接机器人控制系统的设计
2.1引言
根据三自由度焊机器人的机械结构和运动控制的方式，如何搭建运动控制统的硬件方案是机器人设计的关键，如何开发出适合用户操作的界面是机器人推广的关键。运动控制器作为控制系统的硬件核心，其工作原理与性能必须了解清楚，同时步进电机及其驱动器作为控制系统的执行元件，直接关系运动控制的实现。
2.2控制系统方案设计
2.2.1三自由度焊接机器人控制要求
焊接机器人的应用，对提高焊接质量的稳定性和可靠性、减轻工人的劳动强度、提高生产效率和经济效益起到重要的作用。为了实现上述的目标，对焊接机器人的控制提出了更高的要求：
焊接工作性能稳定；
操作简便；
控制系统的软、硬件系统都应具有开放性，系统通过增加减控制模块即可用于其它相近类型设备的控制；
2.2.2.控制系统的功能要求
能够自动完成焊接过程；
控制操作简单，能适应各种焊接工艺要求；
在自动焊接过程中具有暂停功能，停止点具有“记忆”功能，以满足焊接过程中工艺过程参数调整需要和遇到故障须停止工作的要求；
焊接完成后焊枪能返回初始点位置；
便于系统的安装文护，抗干扰能力强：
2.3控制系统方案的选择
随着电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，数控技术也在不断
更新，应用在焊接机器人上的控制系统也在发展之中，目前常用的焊接机器人控
制系统有以下几种。
2.3.1 基于单片机的控制系统
采用单片机开发的控制系统成本低，但是单片机系统开放性差，软硬件资源
有限，并且操作不方便、人机界面不友好，因此，一般都用来开发简易的经济型数控焊接机。
2.3.2 基于可编程控制器(PLC)的控制系统
目前，可编程控制器在数控焊接机控制系统、尤其是在半自动加工的焊接机控制系统中应用广泛，其操作简单、实时性好、现场的适应力强。为了使人机交互友好和满足复杂的焊接工艺要求，在数控焊接机上，采用 PLC 作为下位机直接与硬件交互，采用触摸屏实现显示，从而开发出基于 PLC 的弧焊机器人控制系统。
2.3.3基于工业计算机(PC)与PLC控制器的控制系统
PC 机由于具有一系列较为完善和成熟的设计、加工及信号接口标准，并且
拥有丰富的软硬件支持，性能和可靠性不断提高，工业 PC 机是开放式数控系统的首选系统平台。但是，PC 机难以满足实时控制的要求，特别是强实时控制系统的要求。另外，在实际生产中也有基于上位机（工业计算机）、下位机(PLC)的焊接机控制系统。
通过对以上三种方案的性能特点、实现难度、工作量和成本的综合比较，焊接机器人控制系统方案采用“PC 机+PLC”的方案。充分利用 Windows操作系统的资源，利用 PC 主板作为平台，通过在主板的槽插入实现功能的运动控制器（PLC），可以构成具有高度灵活性的运动控制系统。PC机作为上位机，它的主要任务是实现人机界面，完成加工参数的输入、预编译、轨迹计算、速度计算和加工参数状态的显示等任务，而作为下位机的运动控制器（PLC）则负责处理一些实时性强的运动信号。