在完成了五軸銑削混聯機器人的硬件設計后,為了確保五軸銑削混聯機器人能夠進行完整的銑削運動,需要對五軸銑削混聯機器人進行軟件設計。運動控制軟件為 STEP7?Micro/WIN SMART 軟件,由該軟件編寫的程序被下載到 200 Smart PLC 進行運動控制。運動控制主要通過軟件運動控制庫進行運動 [6]。在本文中整個系統的程序主要包括主程序、伺服電動缸子程序、伺服電動機子程序、初始化子程序、自動控制子程序、手動控制子程序、報警及復位子程序 [7],主程序主要起到調用子程序的作用,在控制系統上電時,PLC 會對 3 個伺服電動缸及 2 個伺服電動機進行位置檢測,確定是否在零點,以及是否需要進行回零的操作。
1) 初始化子程序。驅動器和 PLC 上電以后,檢測各個電動缸和電動機是否在原點位置,檢查五軸銑削混聯機器人的狀態 [8],如圖 7 所示。
圖 7 初始化子程序流程圖
2) 報警及復位子程序。當電動機運行發生錯誤時進行報警,在最快的時間內停止工作,等待工作人員修復完成,進行復位操作,恢復到初始化后的狀態。主要包括對應的每個軸的初始化軸的參數、每個軸手動控制軸的子程序、每個軸的絕對定位控制子程序、尋找參考點子程序。
3) 每個支鏈的電動缸子程序和電動機子程序。
4) 手動控制。包括單軸點動、回原點,主要用于在故障、安裝等情況下進行調試。
5) 自動控制。寫入預定參數,在自動模式下按照預定的銑削軌跡進行銑削工作。
由于每個電動缸和電動機所在的位置不同,導致它們回到原點的時間不相同,所以需要每個電動機到達原點位置時反饋 1 個標志位信號,當 5 個標志位信號都反饋完成,則代表回原點完成。圖 8 所示程序用于判斷 3 個電動缸和 2 個 A、C 軸電動機是否在原點。


在進行自動程序編寫時,需要先通過運動控制向導對五軸銑削混聯機器人進行組態,自動控制程序根據設定好的預定軌跡,進行銑削加工,當達到銑削工件的位置時,電主軸開始工作,按照預定的軌跡進行運動,當銑削完成后,電主軸停止轉動,五軸銑削混聯機器人回到零點,等待下一步的命令。同樣在進行預定軌跡編寫時,需要通過手動控制程序多次單步調試后,經過試運行確認沒有任何危險后,才可以進行銑削工作。手動控制程序主要用于調試五軸銑削混聯機器人參數,單步運行程序,解決故障問題等,除了上述自動控制程序以外,還應該具有記錄保存每一個電動缸和電動機的當前位置的功能,以便于電動機和電動缸上電回零點。
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