一、引言
随着集成电路、印刷电路板、彩色液晶屏、电子元器件（如继电器、扬声器）、光学镜头、汽车部件、医疗用品等产品的广泛使用，其中的关键工艺设备点胶机器人也得到越来越广泛的应用，
为了适应工业点胶设备向自动化、快速化方向发展，乐创自动化技术有限公司在多年运动控制技术研究成果基础上，研制生产了基于MPC05独立运动控制器的点胶机器人控制系统。该系统是集数码控制、精密机械、自动点胶于一体的高科技产品，满足点胶过程中的灵活快速的要求，具有高度的可靠性和扩展性，同时有效降低了产品成本。
二、系统组成及工艺流程
1，系统组成
点胶机机器人控制系统主要由MPC05运动控制器、步进电机及驱动器、示教盒等部件组成，如图1所示。串口A与计算机相连，用于系统调试；串口B与专业示教控制盒相连，可以对任意图形进行示教、修改、配置、加工；USB接口用于下载MPC05运动控制器的固件，也可以用于下载加工文件。
2，工艺流程
基于MPC05运动控制器的点胶机器人系统的基本工作流程如图2所示：
图2 工作基本流程
客户可根据实际需求直接示教或进行CAD图形转换，设计出自己所需的点胶图形，通过软件系统将点胶图形转换为运动指令传送给MPC05运动控制器，再通过驱动执行机构、控制胶头，最终实现点胶控制。
三、 MPC05运动控制器的设计
点胶机器人控制系统的核心单元MPC05运动控制器采用“FPGA+DSP”的方案，图3为控制器的结构框图。FLASH用于存储DSP程序，多余的空间可以用来存储配置程序或加工程序以及系统工艺参数和现场数据，NAND FLASH大规模板上存储器用于存储配置数据、加工数据等。控制器的核心是DSP和FPGA，DSP实现CPU功能，FPGA实现控制功能和I/O功能。
该控制器的加工文件可以通过RS232下载，或通过U盘拷贝，输出的脉冲方向信号用于控制步进或伺服驱动器，I/O口接停机信号或开机信号等。
MPC05运动控制器共有两个串行通讯口：其中串口A用于与PC机通讯，采用类似松下伺服的数据传输协议通讯；串口B为人机界面通讯接口，采用标准的Modbus协议通讯。
图3 控制器结构图
四、 系统的特点及功能
1，完整的解决方案
基于MPC05的点胶机提供从CAD软件、控制系统到执行机构的完整解决方案，满足任意精简或复杂的需求：
专业轨迹编程器（示教控制盒）：用于点胶轨迹的示教和规划。
中文操作界面，操作简单方便，很快就可以熟练使用进行操作，可以对任意图形的示教、修改、配置、加工；
免示教盒嵌入式转接卡：在脱离示教盒的情况下提供加工能力，在多台设备中可以只配一个示教盒仍可以满足需求，这样可以降低成本；
专业CAD控制软件：支持AutoCAD格式、G代码转为MPC05运动控制器可识别的加工文件；
MPC05运动控制器：高性能4 轴运动控制，支持步进、伺服电机控制；
步进电机、伺服电机及驱动器。
2， 复杂图形加工能力
以专业运动控制器为核心，配合友好方便的用户界面，点胶机器人控制系统可以胜任非常复杂的图形加工。
支持两种加工类型：直接示教或CAD图纸转换方式；
支持点、线段、圆弧、椭圆弧的示教编辑，任意平面选择切换；
支持任意延时、支持运动中变速，自动连续插补控制；
支持开胶延时、提前关胶等工艺控制；
支持阵列加工，支持模拟输出；
支持直接CAD文件、G代码文件读取，支持倒角、圆角处理；
自带CAD绘制能力，支持自动路径选择、自定义加工次序。
3，CAD 软件功能
自带CAD处理功能，方便通过CAD 图纸实现加工控制。
支持AutoCAD DXF文件读取，支持DXF2000至DXF2006的多种文件格式；
支持G代码编辑，并支持G代码、图形、DXF文件之间的任意转换；
直接将图形、DXF文件或G代码输出为点胶机加工文件；
自带点、线、多线段、矩形、多边形、圆、弧、椭圆、椭圆弧、跑道等图形编辑能力；
可自定义原点、加工次序、任意图形方向；
自动轨迹优化、环形检测。支持圆角、倒角处理。
4， 适应与扩展能力
不对机械系统做任何限制，可任意选择传动机构、执行电机、平台结构；
MPC05运动控制器的脉冲输出频率达7.5Mhz，可满足高速加工要求；
具有16路输入、16路输出能力，可任意扩展控制能力；
可选原点、正负限位信号，提供精确控制能力；
可自定义脉冲当量、平台尺寸、速度限制、冲击等参数；
可选控制器尺寸、用户界面定制；
可选文件复制，一次设计，无限使用；支持USB文件下载等。
5，其它功能
首先，操作简单方便，系统在设计中充分考虑到使用的简单化，在不影响功能的前提下，使按键的数量减少到最少，简化操作过程，工人培训简单，节约培训时间和培训费用。
其次，具有轨迹存储的功能，在点胶机控制系统中，可以同时存储 99 个工作轨迹图形于示教盒中，可存储32个于MPC05运动控制器中，只需进行简单的选择操作，可以快速适应不同的工件；一次下载以后可以脱离示教盒。
再次，喷胶针头可调，可以在一定范围内适应不同高度工件的要求，并可以保证在更换点胶机针筒的时候，不需要对运动轨迹进行重新校正。
最后，关键部件精心选用零部件，在保证较高的速度、精度的同时，满足自动化生产条件下的高可靠性要求。
五、总结
基于MPC05独立运动控制器的点胶机机器人控制系统具有使用方便、操作简单、人机界面友好等特点，运动轨迹平滑，涂胶均匀，功能强大，可靠性和稳定性高，并有效地降低了产品成本，目前已广泛应用于多种点胶机器人设备。
