郑景涛

（福建（泉州）哈工大工程技术研究院，泉州 362000）

自动化以及机器人的运动是由运动控制器控制的，这些复杂运动曲线的控制方案通常采用品牌运动控制器。但这些品牌控制器往往具有一些限制条件，如雷赛的DMC运动控制卡，需要外配工控机且二次开发门槛较高；欧姆龙的NX系列控制器，成本高，二次开发深度受限。市场上常用品牌的PLC多轴连续插补控制方案模式单一固化，局限于单段的圆弧、椭圆和直线插补等，而功能齐全的品牌价格很高，通过自主研发生产成熟可靠的运动控制电路板难以实现。为解决上述问题，本文提供了一种常用电气器件搭建的、低成本的、模块化的、灵活的、开发周期短且门槛低的多轴多段连续插补控制方案，该方案已生产出2款产品并出售，在制造行业具有稳定可靠的前景。

1 技术方案

1.1 电气控制系统

电控系统的组成简单可靠，采用常用品牌PLC与电气器件组成，具有成本低，采购方便等优点，其主要包括：PLC、液晶显示触摸屏、电机及电机驱动器、电气连接器件，如图1所示。

图1 电控系统

1.2 搭建理论模型

本文以2个相互垂直圆柱的相贯线（马鞍形曲线）为例建模并计算出运动曲线的数学表达式。如图2所示，设置左手坐标系，机械臂由旋转轴AxisR与升降轴AxisZ两个轴组成，相贯线包含旋转半径r（小圆柱Ο半径r），大圆柱Ο′半径R，偏心距m，运动起始点S，大圆柱最高点K，机械臂枪尖线速度V。

图2 马鞍形运动曲线模型

当机械臂运动到P点时，XY平面中旋转角度为α，此时P点相对于K点在Z轴方向的下降距离为h。……