Trio运动控制器在检测设备上的应用

2009年03月11日

1.系统要求
    1)设计一检测系统，它能控制检测头沿着物体表面0.5mm的距离运动，并且在运动同时时刻保证检测头垂直于物体表面。
    2)系统可控制两个直线轴（X Z1）和一个回转轴（B），其中两个直线轴（X Z1）和回转轴（B）可以联动，回转轴（B）的方向保持与X Z1运行轨迹的法线保持一致。为了增加检测速度，再增加一Z2轴检测工件的直线部分。
    3)可通过手动、自动方式对4个轴进行控制。
    4)提供10个零件的运行轨迹，各零件的工作起始点可以通过手动方式确定。
    5)可通过触摸屏进行手动操作。

2.硬件构成
    检测头是针形结构。旋转轴通过减速器控制检测头旋转。二维十字平台控制旋转轴的平面运动。被检测物体固定以后，运动控制器要根据其外形控制检测头沿物体表面运动。
主要硬件构成：
    1)二维十字平台(Z1 Z2)，单维平台(Z2)
    2)行星减速器，用在旋转轴
    3)MOTEC伺服电机4套
    4)Trio MC206运动控制卡
    5)斯美特触摸屏
    6)行程开关等

3. 编程说明
检测头运动规划如图所示：

    一共有十种工件，每一种工件的尺寸都是预先知道的。而且可以看出工件外形都是由直线和圆弧组成。所以检测头没走一个线段都要经过两个步骤，第一步走到线段的起始点，并调整检测头垂直于起始点的切线方向；第二步，分两种情况：1，如果线段是直线，则直接控制二维十字平台走直线插补，旋转轴没有运动；2.如果是圆弧，需要走3轴插补，控制十字平台逆时针走大圆弧，同时旋转轴旋转一定的角度，保证检测头垂直于曲面。
    特殊处理：个线段之间如出现奇点，由于法线方向跳变，需要调整检测头，才能继续检测。
    触摸屏通过MODBUS总线和MC206通讯，Trio MC206x 运动控制器内置实时多任务嵌入式操作系统，使206可以同时运行多个程序，等级高的程序优先执行。MC206x用一个进程做键盘响应和参数修改，这样触摸屏就可以控制MC206x了。
    检测过程中不能被其他事件打断，所以检测运动控制部分单独用一个高级进程来执行。
    检测过程中MC206x的输入口用来接收结果信号，合格与否用输出口控制指示灯点亮，同时做好工件统计，显示在触摸屏上。