真彩色噴頭協(xié)調(diào)運動與噴墨控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著平面噴繪技術(shù)的成熟，噴墨技術(shù)開始從平面延伸到三維。南開大學(xué)進(jìn)行了三維噴繪機器人原理機的研究，該原理機存在精度不夠高、作業(yè)空間較小、每次只能噴一種顏色等問題。原因主要在于下位機控制系統(tǒng)性能不足，為此，本文重點研究三維噴繪機器人下位機的控制，設(shè)計并實現(xiàn)了真彩色噴頭協(xié)調(diào)運動與噴墨控制系統(tǒng)。
　　 本文根據(jù)三維噴繪機器人系統(tǒng)架構(gòu)，將噴頭協(xié)調(diào)運動與噴墨控制作為獨立的子系統(tǒng)，由上位機通過以太網(wǎng)統(tǒng)一控制，并具有兩級同步機制。三維噴繪作業(yè)過

2、程中噴頭必須緊貼模型表面運動，這就要求噴頭具有上下運動的自由度，比平面噴繪運動復(fù)雜得多。本文設(shè)計了滿足三維噴繪作業(yè)需求的機械結(jié)構(gòu)，搭建了基于PMAC的七軸運動控制平臺，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合運動程序，實現(xiàn)四色噴頭協(xié)調(diào)運動。本文設(shè)計了獨特的噴頭橫向定位方法，利用位置觸發(fā)信號作為噴頭運動與噴墨控制之間的同步脈沖。研究了噴頭的工作原理，設(shè)計了基于FPGA的真彩色噴墨控制系統(tǒng)。在FPGA中搭建SOPC硬件平臺，并設(shè)計了噴墨控制驅(qū)動板直接驅(qū)動噴頭。設(shè)計

3、了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的噴頭控制IP核opb_oj64和相應(yīng)的驅(qū)動程序，完成處理器與噴頭之間的時序交互。移植Xilkernel操作系統(tǒng)和LwIP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并設(shè)計了噴墨控制程序，在FPGA中搭建TCP服務(wù)器，接收上位機的噴墨數(shù)據(jù)和任務(wù)級噴墨命令，最終實現(xiàn)對噴墨過程的控制。將噴頭協(xié)調(diào)運動與噴墨控制系統(tǒng)集成到三維噴繪機器人工程樣機中，作為下位機控制系統(tǒng)的核心。最后，設(shè)計了一系列實驗驗證系統(tǒng)性能，結(jié)果表明，本文設(shè)計的系統(tǒng)能夠滿足三維噴繪速度、精度和