贝加莱ACOPOSmulti在奇瑞6关节机器人系统中的应用邓后刚前言奇瑞汽车股份有限公司是中国最大的自主品牌汽车生产商之一。目前，奇瑞公司已具备年产整车90万辆、发动机65万台和变速箱40万套的生产能力。随着生产规模不断扩大，对自动化生产线需求也越来越高，工业机器人的应用数量也越来越多。为了降低生产成本，奇瑞汽车从2007年开始自主研发工业机器人，目前已完成基于贝加莱工业自动化系统的第三代机器人的研发。本文介绍奇瑞汽车基于B&RACPOSmulti伺服驱动系统和B&R机器人软件库系统完成的具有革新性的机器人系统设计，代表着国内机器人技术的领先水平，并且它是由奇瑞汽车和贝加莱（中国）的工程师共同研发的具有自主知识产权的机器人技术。1.机械系统工业机器人主要有机械系统、控制系统、系统软件三部分组成，其中机械部分由奇瑞汽车自己设计并制造，而控制系统采用了贝加莱的ACOPOSmulti和APC产品构成，软件则由双方的研发团队共同完成。1.1机械系统组成机器人机械系统主要由机械本体和外围结构件组成，如图1所示。机械本体主要由底座部分、平衡缸部分、大臂、小臂部分和手腕部分组成。外围结构主要由管线包以及一些管卡组成。图1：机器人机械系统组成1.2机器人性能参数基于贝加莱系统的第三代机器人是奇瑞汽车股份有限公司自主研发的大负载工业机器人，型号为QB-165，最大负载165公斤，有六个自由度。该机器人也是我国自主研发的最先进的大负载工业机器人之一，各项性能参数达到国际先进水平，具体参数如表1所示。项目性能CHERYQB-165动作类型多关节型控制轴6轴放置方式地装J1轴100°/secJ2轴90°/sec最大J3轴95°/sec动作J4轴130°/sec速度J5轴130°/secJ6轴180°/secJ1轴±180°J2轴+80°/-60°最大J3轴+80°/-210°动作J4轴±360°范围J5轴±120°J6轴±360°最大活动半径2.6m手部最大负载165kg重复精度±0.3mm噪音80dB表1：机器人性能参数表2.控制系统机器人系统由于长期运行于生产过程中，因此对于控制系统的可靠性和稳定性要求较高，因此，选择了来自贝加莱的ACOPOSmulti驱动系统和APC系统。该机器人系统的控制系统硬件构成如下示教器：采用贝加莱MobilePanel面板作为示教器，安装WindowsCEEmbedded系统；主控制器：贝加莱APC820紧凑型工控机，其与ACOPOSmulti驱动器同安装尺寸；驱动系统：贝加莱智能型伺服驱动器ACOPOSmulti；通信系统：EthernetPOWERLINK实时工业以太网。AutomationStudioMobilePanelEthernetTCP/IPAPC820ACOPOSmultiExpansion图2：基于贝加莱系统的机器人系统架构2.1移动式面板移动式面板是用于机器人人机交互操作，如点动机器人，示教再现，动态显示和参数调试等，MobilePanel的特点在于对于现场使用的机器人而言，多个机器人可共享一个面板，这样可以降低HMI的成本。zIntelPXA270处理器z256MBDRAMz128MBFlashz以太网接口zUSB1.1接口除此之外，该面板还有31个系统按钮用于操作，包括急停、操纵杆、钥匙开关，非常适合于机器人系统的应用特点，并且，采用WindowsCEEmbedded操作系统，具有较强的实时任务处理能力。2.2APC820工控机2.2.1突破传统的系统硬件设计传统的机器人均采用专用的控制系统硬件设计，一方面，这与传统的PLC无法处理如此复杂的CNC和机器人齐次方程库的算法有关，另一方面，基于Windows架构的PC由于不具有实时性而无法处理实时任务，这使得必须开发专用控制系统来应对复杂算法设计和图形处理的需求。这也带来了传统专用系统具有开发周期长、系统不易于扩展，并且软件编程不灵活的弊端。然而，对于B&R系统而言，其通用的APC平台可以兼顾机器人系统的实时任务处理与Windows图形处理，因此，使得在通用平台上实现专用系统的能力，不仅开发方便，而且硬件兼容性、可靠性均得以保障。2.2.2运动控制与机器人处理贝加莱的APC820是一个通用的PC硬件平台，它可同时运行WindowsXP或WindowsCEEmbedded操作系统和AR(AutomationRuntime)实时操作系统，将复杂的图形画面任务由Windows处理，而将路径规划、轴控制任务由