在今天的全球市場競爭中，噴涂工廠必須通過提高其設(shè)備的自動化程度和復(fù)雜性來提高產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，客戶對產(chǎn)品的可靠性提出了更高的要求，不但要求要有較好的診斷工具，而且還要求有低的日常維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)在建立潔凈的汽車裝配工廠時(shí)，工廠的經(jīng)營者還必須要努力找到并吸引住，必需的有技能的人員來操作和維護(hù)這些復(fù)雜的自動化系統(tǒng)。 在設(shè)法壓縮投資預(yù)算的同時(shí)，供求雙方都盡力降低產(chǎn)品在啟動和投放市場時(shí)的費(fèi)用。

設(shè)備共性

Durr/Behr EcoRC2 控制概念（如圖1）已經(jīng)被成功地用于噴涂自動化安裝中，用以實(shí)現(xiàn)全部硬件設(shè)備間以及軟件間具有共性。在建立一個(gè)新的自動化噴涂生產(chǎn)線時(shí)，人們主要關(guān)心的是生產(chǎn)線的各種工作站的不同驅(qū)動單元的復(fù)雜性和數(shù)量。在一個(gè)生產(chǎn)線的去疵工作站﹑剛性噴涂自動化設(shè)備﹑機(jī)器人中，各種不同類型/尺寸的馬達(dá)，驅(qū)動放大器，控制器和其它控制設(shè)備的數(shù)量通常都會超過100臺。對于生產(chǎn)線的操作者來說，要想操作和維護(hù)如此廣泛的設(shè)備和系統(tǒng)自然是很困難的。

因而，工廠最常見的采取的辦法是，盡力使設(shè)備具有公共的結(jié)構(gòu)來降低培訓(xùn)和維護(hù)的費(fèi)用，另一個(gè)辦法是通過限制驅(qū)動單元（對整個(gè)生產(chǎn)線而言）只有四個(gè)相同牌子的馬達(dá)，一種類型的伺服放大器和一個(gè)控制器來降低工廠的閑置設(shè)備量。

生產(chǎn)線的一致性。通過協(xié)調(diào)過程控制層的各種驅(qū)動單元，相對來說容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的一致性；也就是說，每個(gè)工作站的操作界面，不論是用于去疵機(jī)械，噴漆機(jī)器人還是其它任何類型的噴涂機(jī)械，都有相同的人機(jī)界面。生產(chǎn)線中的所有自動化設(shè)備的設(shè)計(jì)，如生產(chǎn)線的控制，計(jì)算機(jī)主機(jī)界面，到中心控制室的通訊模式，離線編程系統(tǒng)等等現(xiàn)在都能以一種更具連貫性的，一致的方式來實(shí)現(xiàn)(圖2)。

控制器的執(zhí)行問題

噴漆機(jī)器人對其控制器有獨(dú)特的要求。此外，為了能夠做多軸快速實(shí)時(shí)插補(bǔ)和有高度精確性和重復(fù)性的復(fù)雜的路徑移動，控制器還必須盡可能接近實(shí)時(shí)地管理眾多的噴涂參數(shù)。為了滿足這些要求，EcoRC2控制器具有如下特性：

· 齒條插補(bǔ)
· 觸發(fā)器放大算法
· 可升級的控制器結(jié)構(gòu)
· 多自由度能力
· 增強(qiáng)的過程控制
· 閃爍卡數(shù)據(jù)存貯
· 在線多語言能力
· 彩色顯示的懸架式操縱臺
· 開放的連接性結(jié)構(gòu)
· 增強(qiáng)OLP/RRS依從性
· 用于多軸機(jī)械的TCP運(yùn)動

齒條插補(bǔ) 噴涂機(jī)器人的插補(bǔ)運(yùn)動, 傳統(tǒng)上采用PTP運(yùn)動, 線性運(yùn)動和循環(huán)運(yùn)動。當(dāng)編程一段含有拐角的插補(bǔ)路徑時(shí)，插補(bǔ)路徑是由許多用直線段和不同半徑的圓弧連接而成的。在采用軟件工具以實(shí)現(xiàn)平滑路徑的運(yùn)動過程中，由于在拐角處的位置/速度會發(fā)生跳動和出現(xiàn)峰值，所以很難在拐角處噴涂上一層均勻的漆層。

采用EcoRC2 的RISC處理器結(jié)構(gòu), 可以增強(qiáng)控制器對齒條插補(bǔ)的運(yùn)動控制?，F(xiàn)在通常使用Nakima齒條插補(bǔ)。在將來，也會采用其它的插補(bǔ)如b-插補(bǔ)或NURBS插補(bǔ)。這些功能算法用在高精度的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)機(jī)床上，可以在3D空間中將各個(gè)點(diǎn)連成光滑的曲線，這樣機(jī)器人就可以以固定的TCP速度把噴漆均勻地噴涂在拐角處。在示教過程中，控制器可示教多于4 個(gè)點(diǎn)的確定曲線，還可以擴(kuò)大到更多點(diǎn)的曲線。

觸發(fā)器放大算法 在噴槍打開和關(guān)閉時(shí)，大部分的噴涂機(jī)器人控制器擁有某一軟件工具，該軟件工具能計(jì)算出該噴槍應(yīng)留有的固定的延遲量并能補(bǔ)償這一延遲量。盡管軟件的補(bǔ)償是隨著TCP的速度而改變的，但補(bǔ)償量的大小仍然是以固定的延時(shí)時(shí)間為基礎(chǔ)的，這就意味著當(dāng)噴槍的執(zhí)行參數(shù)超時(shí)時(shí)，原先預(yù)期的延遲量不再正確。

所以，機(jī)器人控制器安裝有一學(xué)習(xí)型算法，該算法不斷地評估噴槍的打開狀況，并對噴槍打開和關(guān)閉時(shí)的預(yù)期量進(jìn)行補(bǔ)償。這一算法具有在噴槍打開和關(guān)閉點(diǎn)處能保持固定的噴漆量的能力，而不管機(jī)器人速度和噴槍執(zhí)行情況的變化。

可升級的控制器結(jié)構(gòu) EcoRC2是一個(gè)真正的多處理器控制器。該控制器的內(nèi)核是建立在多任務(wù)的“郵件管理器”機(jī)制之上，該機(jī)制對任務(wù)進(jìn)行協(xié)調(diào)和分配。如果是因?yàn)橄旅嫒我辉?，諸如設(shè)備數(shù)目的原因或過程復(fù)雜性原因或外圍設(shè)備的原因等，一個(gè)CPU的處理能力不足時(shí)，附加的處理器能被簡單地插入到基架上而不必重新配置。郵件管理器于是依據(jù)修訂后的結(jié)構(gòu)重新分配任務(wù)，因而提高了控制器的性能。

多自由度的能力 強(qiáng)有力的RISC處理器，多任務(wù)機(jī)制以及特殊的反演運(yùn)動學(xué)軟件的集成，使得在一個(gè)多CPU的配置中，處理器具有處理多于100個(gè)軸的能力。一個(gè)CPU具有能在12 個(gè)不同的運(yùn)動工作組中處理大于30 個(gè)運(yùn)動坐標(biāo)的能力。

增強(qiáng)的處理控制 控制器是把齒輪泵伺服驅(qū)動器作為第八軸來控制的(見表3)。在這種方式，不用附加的驅(qū)動控制系統(tǒng)由齒輪泵就可以提供噴涂機(jī)。噴槍和顏色值的觸發(fā)是非常快的，具有高的重復(fù)度。
表3 標(biāo)準(zhǔn)控制性能數(shù)據(jù)

閃爍卡數(shù)據(jù)存儲 控制器的固件駐留在一塊閃爍卡上，閃爍卡的容量從20MB到140MB。用戶的程序也存儲在閃爍卡上，用來作為控制器的PCMCIA插槽上的DOS驅(qū)動器。這種結(jié)構(gòu)考慮到了快速地裝載用戶程序的情況以及在不到兩分鐘內(nèi)重載執(zhí)行程序的情況，而不需要進(jìn)行特殊下載處理。

在線多語言能力 用戶軟件的文本處理結(jié)構(gòu)已經(jīng)考慮了多語言處理能力。例如，在今天的全球市場中，一個(gè)德語的維護(hù)工程師在維護(hù)一個(gè)巴西人的裝配工廠的機(jī)器人時(shí)，應(yīng)能夠在線在德語，英語，葡萄牙語文本(對懸架及硬件監(jiān)視器接口)之間切換，方便地進(jìn)行服務(wù)和調(diào)試。

彩色顯示懸架式操縱臺 作為第一臺噴涂機(jī)器人，EcoRC2控制器應(yīng)用了一臺6英寸(15厘米)的彩色顯示懸架式操縱臺，操縱臺的評價(jià)是第一流的。該設(shè)計(jì)考慮到了要有較好的視覺效果，與單色顯示器相比減輕了視覺負(fù)擔(dān)。優(yōu)化的示教功能使得用戶理解起來更容易和只需很少的用戶輸入。

開放的連接性結(jié)構(gòu) 特別強(qiáng)調(diào)的是外部通訊?？刂破髦械娜我?PL軟件界面能夠?qū)崿F(xiàn)高層的，面向?qū)ο蟮倪B通性?？刂破鬟€提供了一臺基于硬件的通訊界面主機(jī)，諸如以太網(wǎng)，TCP/IP、Device Net、Profibus、Interbus-S以及Canbus,非標(biāo)準(zhǔn)的通訊都可以通過PCMCIA界面來處理。

增強(qiáng)的0LP/RRS依從性 EcoRC2控制器提供了在Robcad平臺上具有0LP和RRS標(biāo)準(zhǔn)的完全的依從性。由于控制器的許多新功能，如齒條移動，增強(qiáng)的觸發(fā)器功能，以及多種的運(yùn)動連接訪問程序模式，使得仿真/離線軟件包的功能得到增強(qiáng)。