桁架式上下料机械手作为数控加工、码垛等行业的自动化设备,在实际生产过程中能够有效代替工人进行自动化生产。机械手控制器是决定机械手性能的关键因素,故开发一款通用型桁架式上下料机械手控制器,能够实现多轴联动、料仓位置自动计算、支持高度灵活度的程序指令,具有较好的应用价值。本文分析了国内外现有机械手控制器的研究现状,基于STM32F103微处理器开发了一款通用型桁架式上下料机械手控制器。该控制器主要实现高精度运动控制、多轴同步控制、程序跳转等功能。主要工作内容如下:1.根据桁架式上下料机械手的实际功能需求,设计了控制器的整体框架,阐述了桁架式机械手控制器的系统框架与硬件电路设计。2.首先,设计了离散S型速度规划算法,可实现平滑的单轴高精度控制。其次,针对两轴同步控制中出现的位置偏差问题,提出了基于单脉冲模式的离散S型速度规划算法,可有效实现多轴高精度同步控制。同时,针对矩阵式料仓预设自动定位功能,有效降低用户程序复杂度。考虑到控制器的通用性,根据控制需求对程序进行了模块化设计,可实现对指定格式下的编程示教程序指令的解析与复现。此外,设计了逻辑判断指令与程序跳转功能,进一步保证了控制器的灵活性和通用性。3.开发了桁架式机械手控制器软件程序,包括系统初始化函数、通讯解析函数、输入信号与状态控制函数、动作控制函数、报警检测函数等。设计了IAP远程固件更新功能,实现了固件程序的脱机升级。最后,通过三轴实验平台对控制器的功能进行了详细地测试。在此基础,将控制器产品应用到数控机床上下料生产中,经过长时间的实地生产作业,本控制器能够满足桁架式上下料机械手的实际工作需求,具有非常好的通用性和可靠性。最后,对本文的研究工作进行了总结,介绍了本控制器的优点与不足,针对桁架式上下料机械手应用场景,提出了控制器未来研发方向。