DSP机器人焊接系统的硬件系统开发(4)
备;伺服控制器接口电路主要负责的是焊接机器人的主电机和伺服控制器的往来通信;网络控制接口电路主要是焊接机器人控制系统和外部网络路由器设备或者其他的网络设备进行通信。本篇论文主要研究的是适用于焊接机器人系统的伺服控制器的硬件系统开发。经常见到的焊接机器人主体一般包括数个不同的关节，而每个关节都单独的由相应不同的伺服电机所驱动，而不同的伺服电机又由不同的伺服控制器进行直接控制，伺服控制器直接接收工业控制计算机直接发送过来的控制指令信息。伺服控制器的性能质量又决定了焊接机器人各个关节的动作精度和其响应指令信息的速度，这样伺服控制器就间接的影响了生产制造过程中焊接机器人的焊接性能质量。因此，在焊接机器人系统中，一个非常重要环节就是伺服控制器。在此之外，焊接机器人的伺服控制器与普通设备的伺服控制器相比较的话，由于焊接机器人伺服控制器必须适应现场恶劣的干扰电磁环境以及空气中较严重的烟尘类污染等特殊环境的特殊要求，所以对焊接机器人伺服控制器的对抗电磁干扰能力、防水能力、防尘能力以及防爆能力的要求都是非常高的，这样就给焊接机器人的伺服控制系统的硬件系统设计开发带来了挑战。
普遍的焊接机器人的伺服电机驱动主要包括了直流电机伺服驱动以及交流永磁同步电机伺服驱动两种主要电气驱动方式。而直流伺服驱动又具有精度高、伺服控制系统结构简单等多个优点，是当前大众伺服系统的主流选择。但是直流伺服驱动系统却存在电机电刷机械式换向通流机构，在电刷机械结构换向时摩擦出现的打火现象又可能对设备工作现场人员的安全造成一定不等程度的危害，同时电刷机械换向通流机构极易造成磨损，这样的话，不利于焊接机器人的伺服系统的长期的、持续的以及可靠的工作，并且在文修和保护起来方面也会造成一定的困难。在此之外，直流伺服电机的质量消耗功率又比较大，这不利于整个焊接机器人系统的集成化和模块化设计。而交流伺服电机就没有存在电刷机械换向机构，这样不但其系统更易于文护，在同样情况下其质量功率比也是较小的；另一方面由于异步伺服电机的动态数学模型系统具有高级、非线性、强耦合和多变量的特点，所以异步伺服控制系统结构又较为复杂，不容易实现 像直流伺服电机那样高精度的控制。
1.2课题的研究现状
1.3论文的主要研究内容
本篇论文将针对永磁同步电机的伺服控制系统展开深入全面的研究，达到满足焊接机器人对伺服控制系统的各种需求。在综合分析讨论研究焊接机器人对伺服控制系统在控制系统性能、通信接口、抗干扰性能力等多个方面的要求后，确定了设计永磁同步伺服控制器的总体方案;通过和指导老师的讨论以及对TI公司TMS320F2812数字信号处理器的了解，决定设计基于DSP（TMS320F2812）的焊接机器人伺服控制系统的硬件电路。最后设计焊接机器人永磁同步电机伺服控制系统的硬件结构，给出了各个模块的详细电路设计，并对各个模块的详细电路进行测试仿真。
本文针对KUKA机器人，对焊接机器人伺服系统中的硬件系统进行开发，主要内容如下：
第一章，对焊接机器人的发展、现状和方向，以及焊接机器人系统的基本构造进行了简单的阐述，并在此基础上提出本文的主要研究内容。
第二章，首先分析了焊接机器人伺服控制系统的主要特点，并在此基础上对焊接机器人中伺服控制系统的需求进行了总结，然后从电源、通信、控制等接口以及伺服控制器的机械构造四个地方对焊接机器人的组成部分进行了开发设计。