[实用新型]一种四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，特别是涉及一种四自由度中速锡焊机器人伺服控制系统。

背景技术

众所周知，锡焊加工是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作，还要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平。同时焊接工的焊接技能、焊接速度和情绪波动对焊接质量有一定影响，也无法量化每天使用焊接辅料，因此对工厂来说人工极大的提高了生产成本并延长了焊接时间，这使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。

一般锡焊加工需要四自由度锡焊机器人，一台完整的四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）自动锡焊机器人的电源一般采用的是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。

（3）作为自动锡焊机器人的执行机构采用的多是步进电机，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不一致。步进电机使机体发热比较严重，有的时候需要对电机本体进行散热，也会使系统运转的机械噪声大大增加，不利于环境保护。

（4）步进电机的本体是多相结构，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。

（5）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。

（6）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接点信息没有存储，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。

（7）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，经常导致因为残留焊锡而产生焊接不良或焊点污秽的情况发生。

（8）对于四自由度锡焊机器人的点焊过程来说，为了满足快速的要求，最低要求是控制其轨迹运动的三个电机的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。

（9）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四自由度中速锡焊机器人伺服控制系统，所述伺服控制系统设计简单、处理速度快、稳定可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种四自由度中速锡焊机器人伺服控制系统，包括电源模块、控制模块、4个电机、第五电机、出锡模块、动作模块和温度传感器，所述电源模块与所述控制模块连接，所述控制模块包括LM629运动控制芯片和数字信号处理芯片，所述LM629运动控制芯片与所述4个电机和所述第五电机连接，所述4个电机与所述动作模块连接，所述第五电机与所述出锡模块连接，所述数字信号处理芯片通过所述温度传感器与所述动作模块上的点焊位置连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述电源模块为蓄电池或交流电源。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述4个电机和所述第五电机是装有512线光电编码盘的永磁直流伺服电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述控制模块采用贴片元器件材料。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的四自由度中速锡焊机器人伺服控制系统，基于数字信号处理芯片和基于现场可编程门阵列芯片的控制模块使伺服控制系统处理速度大大增加，很好的满足锡焊系统快速性的要求，设计简单，能缩短开发周期短，有效地防止了程序的跑飞，抗干扰能力大大增强。

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是本实用新型四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中所述四自由度中速锡焊机器人伺服控制系统的程序框图；

图4是图2中所述四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

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。