二十世纪下半叶以来电子信息技术的飞速发展使工业机械的自动化、智能化水平越来越高。工业用机械手臂与计算机技术相结合,产生了工业机器人,它们把人类从危险、繁重的体力劳动中解放出来,同时极大地提高了劳动生产率。习惯上,人们仍经常把工业机器人叫做机械手,注塑机专用机械手(用于注塑成形零件取出的机械手)就是这样一类工业机器人。这种机械手多属直角坐标机器人,可以用嵌入式微处理器、可编程控制器(PLC)、工控机加运动控制卡等多种方式控制。 本文所论述的横走式注塑机机械手(一种直角坐标机器人)控制系统具有手动运行、自动运行、工艺流程编写、参数设定、报警和产量统计等丰富的功能,其结构分为两部分：一部分是与机械系统直接联系的底层控制器,另一部分是作为人机交互的手控盒。二者都有独立的处理器并通过RS-232C串行总线联络。底层控制器以16位嵌入式微处理器——数字信号处理器(DSP)为核心,以可编程逻辑器件(CPLD)为基础实现复杂的逻辑功能,搭建控制器平台。手控盒的主要任务是实现液晶显示、键盘等用户界面,同时向控制器发送指令,采集机械手状态信息。这些主要通过8位AVR单片机实现。 系统的软件开发以嵌入式C语言编程为主,必要时辅以汇编语句或函数。软件结构采用模块化设计与循环扫描相结合的方法,兼顾了控制的实时性和软件的可维护性。 本控制系统设计过程中最大限度地考虑了灵活性、可扩充性,可以适应气动、单轴伺服、五轴全伺服等多种机型的控制。经实验室和机械手生产现场调试、试运行,该系统运行可靠,控制精度、实时性、成本比起PLC控制器来毫不逊色。