水火弯板机器人是一种用于船舶外板加工的自动化设备，它可以通过氧-燃气火炬对船体外板进行局部加热，并利用水冷却以产生局部塑性变形。该机器人运动控制系统的目的是实现船体外板加工的自动化，提高加工效率和精度，减少对人工操作的依赖。在当前的技术背景下，该系统的设计采用了主从二级协同控制方式，电气控制部分由主控制器和辅助控制器组成，而上位机模块则提供了一个方便的人机交互界面，从而实现远程控制和自动化加工。
关键词运动控制、机器人、水火弯板是该系统的核心内容。系统采用了数控技术，其中主控制器负责轴运动控制，辅助控制器则负责阀门控制和安全保护。主控制器使用了TrioMotion公司的MC464多轴控制器，辅助控制器则采用了三菱公司的FX2N-64可编程控制器。两者通过RS232串口遵循ModBUS协议进行通讯，而主控制器与上位机模块之间通过RJ45接口遵循ModBUS-TCP/IP协议进行通讯。这样的设计确保了系统的控制精度和稳定性。
上位机模块由工控机和人机交互界面组成，主要负责接收用户的指令并发送到电气控制模块，并将电气控制模块的执行情况反馈给人机交互界面。电气控制模块由主控制器、辅助控制器、伺服系统、阀门、传感器和按钮组成。它主要根据上位机命令驱动相应的电机和阀门，实现水火弯板加工，并通过传感器将电气控制模块的状态反馈到上位机模块中。
人机交互界面的设计十分人性化，提供了包括导入轨迹、启动、继续、原点返回、手动点火以及控制冷却方式等功能按钮。这些按钮的具体功能如下：
1. 导入轨迹：从工控机的本地磁盘中选择txt后缀的运动轨迹控制文档，然后导入到主控制器中；
2. 启动：工人确认导入的轨迹控制文档无误后，点击该按钮机器人执行加工操作；
3. 继续：当机器人遇到故障停止或人工停止后，点击该按钮可继续上一次的加工操作；
4. 原点返回：点击该按钮可控制机器人返回到程序设定的起始位置；
5. 手动点火：当机器人火枪熄灭时，通过该按钮重新点燃火枪；
6. 水冷、风冷、关闭：主要控制冷却方式，三个按钮互锁，按下一个按钮则其他两个关闭。
系统的图形显示区通过三维可视化的方式显示导入的轨迹数据，以及机器人加工进度情况。数据显示区则主要显示各种阀门状态、工作状态图形和工作轴信号。
在系统总体架构中，电气控制模块设计通过高度自适应装置实现了加热火枪与钢板的贴合，保证了加工质量。代表性的成果包括广船国际与广东工业大学联合研制的第二代水火弯板机器人，以及日本石川岛播磨重工业株式会社研制的“IHIMU-a”水火弯板机器人。前者采用龙门式设计，后者采用龙门式双机械臂设计，并通过感应加热技术提高了加热效率和加工速度。
水火弯板机器人运动控制系统的设计解决了传统船体外板加工中自动化程度低的问题，大幅提高了机器人工作的稳定性和可靠性，实现了高效的远程控制和自动化加工。该系统的设计与应用为船舶制造行业提供了一种先进的自动化加工解决方案，有助于推动该行业技术的进步和发展。
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