[实用新型]一种五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及锡焊机器人技术领域，特别是涉及一种五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统。

背景技术

在锡焊加工工业中，手工焊接时需要焊工根据眼睛所观察到的实际焊点位置适时地调整焊枪的位置、姿态和行走的速度，以适应焊点及焊接轨迹的变化，因此焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验和稳定的焊接水平。同时焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作，因此新型的自动化焊接生产将成为新世纪接受市场挑战的重要方式。

一般锡焊加工需要五自由度锡焊机器人，一台完整的五自由度锡焊机器人基本包括电机、算法和微处理器几个部分，但现有的自动锡焊机器人长时间运行存在着很多安全问题：

（1）锡焊初期，一般采用人工运动把锡焊机器人推到起始位置，仅依靠人眼进行初始位置的校正，使得精确度大大降低，自动锡焊机器人的电源采用的是一般交流电源整流后的直流电源，当突然停电时会使整个锡焊运动失败。

（2）锡焊机器人的主控芯片采用的多是8位的单片机，计算能力不够，导致焊接系统运行速度较慢。由于自动锡焊机器人在焊点间的频繁点焊，要频繁的刹车和启动，加重了单片机的工作量，单一的单片机无法满足自动锡焊机器人快速启动和停止的要求。由于受周围环境不稳定因素干扰，单片机控制器经常会出现异常，引起锡焊机器人失控，抗干扰能力较差。由于受单片机容量和算法影响，普通锡焊机器人对已经经过的焊点信息没有存储，当遇到掉电情况或故障重启时所有的信息将消失，这使得整个锡焊过程要重新开始或者人工更新路径信息。对于五自由度锡焊机器人的点焊过程来说，一般要求控制其轨迹运动的五个电机的PWM控制信号要同步，由于受单片机计算能力的限制，单一单片机伺服系统很难满足这一条件。

（3）作为自动锡焊机器人的执行电机多采用步进电机，经常会遇到丢失脉冲造成电机失步现象发生，导致系统对于焊点出锡量不一致。步进电机使得机体发热比较严重，有的时候需要对电机本体进行散热。步进电机使系统运转的机械噪声大大增加，不利于环境保护。步进电机的本体一般都是多相结构，控制电路需要采用多个功率管，使得控制电路相对比较复杂，并且增加了控制器价格，并且由于多相之间的来回切换，使得系统的脉动转矩增大，不利于系统动态性能的提高。

（4）在焊接的时候虽然可根据被焊物体的焊点大小来调整送锡量的大小，但是没有考虑焊点的温度，导致焊点不一致。在锡焊过程中，忽略了对烙铁头的清洗，经常导致因为烙铁头上的残留焊锡而产生焊接不良或焊点污秽的情况发生。由于大量采用体积较大的插件元器件，使得伺服控制器的体积较大。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统，能提高运算速度，保证锡焊机器人系统的稳定性和可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统，包括电源、控制单元、5个电机和锡焊机器人，所述电源与所述控制单元连接，所述控制单元包括数字信号处理芯片和LM629运动控制芯片，所述LM629运动控制芯片生成信号发送给所述5个电机，所述5个电机分别与所述锡焊机器人上的5个部位连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述伺服控制系统还包括第六电机，所述LM629运动控制芯片生成信号发送给所述第六电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述数字信号处理芯片还包括控制人机界面单元、温度检测单元、图像采集单元、数据存储单元和I/O控制单元。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述5个电机和所述第六电机是永磁直流伺服电机，所述永磁直流伺服电机包括512线光电编码盘。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统，采用基于DSP和LM629的双核控制模式，LM629把DSP从复杂的伺服算法中解脱出来，大大提高了运算速度，也使得所述控制器设计简单，缩短了开发周期短，在锡焊开始前开启图像采集系统，能使电机自动移动锡焊机器人到达指定位置，提高了系统锡焊精度。

附图说明

图1是本实用新型现有技术中锡焊机器人伺服控制系统的原理图；

图2是本实用新型五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统一较佳实施例的原理图；

图3是图2中所述五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统的控制器的程序框图；

图4是图2中所述五自由度中速锡焊机器人伺服控制系统的系统框图。

具体实施方式