• 關鍵詞：                                                                邁信                                                                EP3E                                                                SCARA機器人

• 摘要：本文旨在介紹EP3E伺服驅動器在SCARA機器人上的應用，同時為客戶提供一套完整的基于POWERlink總線的機器人電控系統解決方案。

SCARA機器人是桌面型的4關節機器人的機型，廣泛應用于金屬加工行業的上下料、電子產品行業的點膠、涂膠與搬運、玻璃行業的搬運與組裝。雖然國內機器人處于快速的發展中，但國內的SCARA機器人大多都是采用脈沖方式控制，一個運動控制單元只可以完成單個SCARA機器人的控制，無法完成SCARA機器人各軸的狀態監視與控制。

EP3E-EP

EP3E伺服驅動器是武漢邁信電氣技術有限公司推出的國內首款基于POWERlink總線的伺服驅動器：可外接單圈或者多圈絕對式編碼器；實時總線抖動在線同步調整等創新技術，為客戶提供更加高性能，更加靈活，更加安全的伺服系統。

EP3E伺服驅動器從產品尺寸、接線方式上非常適合多機器人的工業現場生產，其POWERlink總線一網到底的連接方式，為客戶的SCARA機器人自動化流水線提供更多便利，將為客戶提供更具性價比的方案。

本次項目所使用的SCARA機器人，具有結構緊湊，生產效率高，精度高，過載能力強等特點。該項目用于自動點膠生產線，同時也適用于點膠工藝，激光切割，焊錫等場合。

圖1、SCARA機器人解決方案的照片

系統設計

1、客戶需求

客戶要求SCARA機器人具備較高的加工速度，以及較高自動化水平，能夠自動完成產線的上料、下料等功能，同時要求高穩定性。此外，客戶還要求能夠通過遠程訪問來實時查看機器人的工作狀態。

2、系統設計方案

通過對客戶需求的深入分析，我們為客戶設計了“B&R的X20控制器+EP3E伺服驅動器”的電控解決方案，如圖2所示。

圖2、SCARA機器人電氣方案圖

系統優勢

1、融合MC，CNC，robotics的X20運動控制系統

基于X20的運動控制解決方案：利用通用運動控制技術設計平臺，通過POWERlink總線技術將機器人、CNC、多軸運動和單軸定位組成一個系統。可以將復雜的路徑信息應用到機床和生產機械中；還可以實現控制多軸的關節機器人，進行復雜的3D圖CNC加工；借助實時操作系統，運動控制循環時間可達400μs，CNC、PLC、I/O和驅動器可至微秒級高精度同步；同一處理器處理運動控制和邏輯控制，CNC和PLC同步運行任務。

X20的軟件框架如圖3所示，所支持的CNC技術包括：

• 支持標準DIN66025的標準語言，支持客戶自定義解釋語言；

• 每個系統擁有8個CNC通道，每個CNC通道插補最多15個軸參與，每個CNC通道非插補不限制軸數；

• 各路徑段具有“程序段預讀”功能，優化運動軌跡，可以實時更改速度倍率；

• 自動切線刀具向導，廣泛應用于皮革切割、玻璃切割等行業；

• 沿輪廊反向運動，廣泛應用于激光切割、水切割等行業；

• 二十余種多軸運動轉換，支持客戶自定義坐標變換；

• 單向和雙向螺距誤差補償和反向間隙補償，支持直角坐標系的軸偏移補償；

所有技術功能：銑、磨、切割、焊接、搬運、包裝、木工、紅木、石材、大理石、玻璃切割等行業。

圖3、軟件框架

2、EP3E高性能伺服驅動器

EP3E是國內首家通過EPSG組織（The Ethernet POWERlink Standardization Group）的一致性測試的產品，因此可以很好的與X20控制器進行配合；EP3E內置的電流環、速度環、位置環的控制周期分別為50μs、100μs、100μs；可以支持17bit的單圈與多圈編碼器，以及20bit的單圈與多圈編碼器；支持實時以太網總線的抖動同步調整技術，可以充分滿足MC、CNC、robotics對于動態響應和同步性的要求。

3、系統軟件框架

圖4、系統軟件框架

系統軟件由Configuration、System、CNC以及Axes等模塊組成：Configuration模塊負責整個系統的配置工作；System負責系統狀態機；CNC和Axes分別負責插補通道狀態機和軸狀態機。為實現完整的機器人軟件功能，系統軟件還包括如坐標變換、伺服通訊及人機界面通訊等功能。

系統性能測試

在實際測試過程中，系統用了極短的時間就調試成功。

圖5、SCARA機器人各軸工作電機電流的trace數據

武漢邁信電氣技術有限公司致力于為國內自動化設備廠商提供POWERlink總線伺服驅動器，在性能與功能上能夠滿足MC、CNC、robotics各個行業對伺服系統的要求，同時，價格上也沒有國外伺服驅動器那么高昂，從而實現國產SCARA機器人的POWERlink總線化，降低國產機器人的總體成本，提高國產機器人的競爭力。