摘要：本文旨在介绍EP3E伺服驱动器在SCARA机器人上的应用，同时为客户提供一套完整的基于POWERlink总线的机器人电控系统解决方案。
SCARA机器人是桌面型的4关节机器人的机型，广泛应用于金属加工行业的上下料、电子产品行业的点胶、涂胶与搬运、玻璃行业的搬运与组装。虽然国内机器人处于快速的发展中，但国内的SCARA机器人大多都是采用脉冲方式控制，一个运动控制单元只可以完成单个SCARA机器人的控制，无法完成SCARA机器人各轴的状态监视与控制。
本次项目所使用的SCARA机器人，具有结构紧凑，生产效率高，精度高，过载能力强等特点。该项目用于自动点胶生产线，同时也适用于点胶工艺，激光切割，焊锡等场合。
1、客户需求
客户要求SCARA机器人具备较高的加工速度，以及较高自动化水平，能够自动完成产线的上料、下料等功能，同时要求高稳定性。此外，客户还要求能够通过远程访问来实时查看机器人的工作状态。
2、系统设计方案
通过对客户需求的深入分析，我们为客户设计了“B&R的X20控制器+EP3E伺服驱动器”的电控解决方案，如图2所示。
1、融合MC，CNC，robotics的X20运动控制系统
基于X20的运动控制解决方案：利用通用运动控制技术设计平台，通过POWERlink总线技术将机器人、CNC、多轴运动和单轴定位组成一个系统。可以将复杂的路径信息应用到机床和生产机械中；还可以实现控制多轴的关节机器人，进行复杂的3D图CNC加工；借助实时操作系统，运动控制循环时间可达400μs，CNC、PLC、I/O和驱动器可至微秒级高精度同步；同一处理器处理运动控制和逻辑控制，CNC和PLC同步运行任务。
X20的软件框架如图3所示，所支持的CNC技术包括：
支持标准DIN66025的标准语言，支持客户自定义解释语言；
每个系统拥有8个CNC通道，每个CNC通道插补最多15个轴参与，每个CNC通道非插补不限制轴数；
各路径段具有“程序段预读”功能，优化运动轨迹，可以实时更改速度倍率；
自动切线刀具向导，广泛应用于皮革切割、玻璃切割等行业；
沿轮廊反向运动，广泛应用于激光切割、水切割等行业；
二十余种多轴运动转换，支持客户自定义坐标变换；
单向和双向螺距误差补偿和反向间隙补偿，支持直角坐标系的轴偏移补偿；
所有技术功能：铣、磨、切割、焊接、搬运、包装、木工、红木、石材、大理石、玻璃切割等行业。
2、EP3E高性能伺服驱动器
EP3E是国内首家通过EPSG组织（The Ethernet POWERlink Standardization Group）的一致性测试的产品，因此可以很好的与X20控制器进行配合；EP3E内置的电流环、速度环、位置环的控制周期分别为50μs、100μs、100μs；可以支持17bit的单圈与多圈编码器，以及20bit的单圈与多圈编码器；支持实时以太网总线的抖动同步调整技术，可以充分满足MC、CNC、robotics对于动态响应和同步性的要求。
3、系统软件框架
系统软件由Configuration、System、CNC以及Axes等模块组成：Configuration模块负责整个系统的配置工作；System负责系统状态机；CNC和Axes分别负责插补通道状态机和轴状态机。为实现完整的机器人软件功能，系统软件还包括如坐标变换、伺服通讯及人机界面通讯等功能。
在实际测试过程中，系统用了极短的时间就调试成功。
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