CN101650263B - 一种总线工业机器人运动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种总线工业机器人运动控制系统及方法，系统包括机器人、工控机、PCI插槽、与第一板卡接线盒相连的模拟量板卡、与第二板卡接线盒相连的数字量板卡、与运动板卡接线盒相连的运动控制板卡、与机器人DeviceNet通讯卡相连的DeviceNet通讯卡，第一板卡接线盒还与力传感器相连，机器人还与机器人DeviceNet通讯卡相连，力传感器还与测试器件相连，工控机上运行LabVIEW软件平台。本发明通过LabVIEW的总线控制机器人来进行对汽车零部件的性能测试和疲劳测试，灵活性、可拓展性好。

Description

一种总线工业机器人运动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及电气自动化、工业机器人领域，尤其涉及一种总线工业机器人运动控制系统及控制方法。

技术背景

目前在国际和国内，在先进的工业生产上，已高度的自动化和广泛的使用工业机器人，如汽车装配线、显像管生产线、卷烟生产线等，在这些生产线的机器人工作工位上，机器人能在总控自动系统的程序指令下，单独精确地、千万次重复地进行着准确的工作。

但是，在汽车测试实验室里通过LabVIEW的总线控制工业机器人来进行对汽车零部件的性能测试和疲劳测试是绝无仅有的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种总线工业机器人运动控制系统及控制方法，它通过LabVIEW的总线控制工业机器人来进行对汽车零部件的性能测试和疲劳测试，并且可根据各种测试的要求做出各种精确的动作，完全满足测试要求。

实现上述目的的技术方案是：

本发明之一的一种总线工业机器人运动控制系统，包括机器人，其中，它还包括一工控机、与所述的工控机相连的PCI插槽、与所述的PCI插槽相连的模拟量板卡、数字量板卡、运动控制板卡以及DeviceNet通讯卡，所述的模拟量板卡与一第一板卡接线盒相连，所述的数字量板卡与一第二板卡接线盒相连，所述的运动控制板卡与一运动板卡接线盒相连，所述的第一板卡接线盒还与一力传感器相连，该力传感器通过机器人与一机器人DeviceNet通讯卡相连，所述的机器人DeviceNet通讯卡与所述的DeviceNet通讯卡相连，所述的力传感器的与第一板卡接线盒相连的一端还连接有测试器件，所述的工控机上运行LabVIEW软件平台。

本发明之二的一种总线工业机器人运动控制方法，其中，它包括以下步骤：

步骤S1，设置通讯参数；

步骤S2，将通讯参数读入通讯卡数组；

步骤S3，初始化DeviceNet通讯卡；

步骤S4，建立与机器人的通讯；

步骤S5，建立系统的控制时钟，然后同时进入步骤S6和步骤S7；

步骤S6，读取机器人状态，然后进入步骤S61；

步骤S61，显示程序界面，然后进入步骤S8；

步骤S7，给机器人发命令；

步骤S71，开始计时；

步骤S72，查询机器人是否完成指令，

若完成指令，则返回步骤S7；

若没有完成指令，则进入步骤S73；

步骤S73，检测超时时间；

步骤S74；判断命令执行是否超时，

若没有超时，则返回步骤S72；

若超时，则进入步骤S8；

步骤S8，报警。

本发明的有益效果是：本发明的一种总线工业机器人运动控制系统及控制方法，通过LabVIEW软件平台，可以满足控制要求和精度，并且实现系统设备的灵活性、可拓展性。

附图说明

图1是本发明之一的一种总线工业机器人运动控制系统的结构示意图；

图2是本发明之二的一种总线工业机器人运动控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，图中示出了本发明之一的一种总线工业机器人运动控制系统，包括机器人6、工控机1、与工控机1相连的PCI插槽2、与PCI插槽2相连的模拟量板卡31、数字量板卡32、运动控制板卡33以及DeviceNet通讯卡34，模拟量板卡31与一第一板卡接线盒41相连，数字量板卡32与一第二板卡接线盒42相连，运动控制板卡33与一运动板卡接线盒43相连，第一板卡接线盒41还与一力传感器5相连，该力传感器5通过机器人6与一机器人DeviceNet通讯卡7相连，机器人DeviceNet通讯卡7与DeviceNet通讯卡34相连，力传感器5的与第一板卡接线盒41相连的一端还连接有测试器件8，工控机1上运行LabVIEW软件平台。

本发明可用于汽车转向管柱测，通过精确和实时控制机器人来进行汽车转向管柱的性能测试和疲劳测试。

为了完成该实现控制的要求和精度，并实现系统设备的灵活性、可拓展性，本发明选择了DeviceNet总线通讯作为与工业机器人通讯和控制方式。

DeviceNet是90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络。DeviceNe将工业设备连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。同时DeviceNet是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。DeviceNet不仅仅使设备之间以一根电缆互相连接和通讯，更重要的是它给系统所带来的设备级的诊断功能。该功能在传统的I/O上是很难实现的。DeviceNet的许多特性沿袭于CAN，CAN总线是一种设计良好的通信总线，它主要用于实时传输控制数据。DeviceNet的主要特点是：短帧传输，每帧的最大数据为8个字节；无破坏性的逐位仲裁技术；网络最多可连接64个节点；数据传输波特率为125kb/s、250kb/s、500kb/s；点对点、多主或主/从通信方式；采用CAN的物理和数据链路层规约。

DeviceNet总线的以上特点使之十分适用于机器人控制。所以本系统选用DeviceNet总线的通信作为机器人控制系统的通信工具。具体连接方式为：工控机通过DeviceNet总线接口卡连接到总线上，机器人也都通过总线控制器挂接到总线上。由于采用DeviceNet总线，大大降低了系统连线的复杂程度，同时增强了系统的可靠性能。

本系统采用美国国家仪器有限公司的DeviceNet通讯卡。同时，我们选用的LabVIEW编程平台是美国国家仪器公司推出的一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境。控制系统可以利用计算机的硬件、软件资源，使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增加系统的功能和灵活性。选择好的软件平台可以大大减少开发的难度，节约开发时间，方便系统功能的扩展和升级等。

机器人是一种由伺服电机驱动的机械结构组成的，且各个环节每个结合处为一个关节点或坐标系的成熟、可靠的工业机器人，该机器人功能强大，应用广泛，并且配置专用的机器人DeviceNet通讯卡来支持DeviceNet总线协议。

本发明通过基于LabVIEW的总线控制的工业机器人来进行测试，特点是数据交换迅速，控制实时性好、精度高，安全，可靠，是一种全新的控制方式。

请参阅图2，图中示出了本发明之二的一种总线工业机器人运动控制方法，它包括以下步骤：

步骤S1，设置通讯参数；

步骤S2，将通讯参数读入通讯卡数组；

步骤S3，初始化DeviceNet通讯卡；

步骤S4，建立与机器人的通讯；

步骤S5，建立系统的控制时钟，然后同时进入步骤S6和步骤S7；

步骤S6，读取机器人状态，然后进入步骤S61；

步骤S61，显示程序界面，然后进入步骤S8；

步骤S7，给机器人发命令；

步骤S71，开始计时；

步骤S72，查询机器人是否完成指令，

若完成指令，则返回步骤S7；

若没有完成指令，则进入步骤S73；

步骤S73，检测超时时间；

步骤S74；判断命令执行是否超时，

若没有超时，则返回步骤S72；

若超时，则进入步骤S8；

步骤S8，报警。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种总线工业机器人运动控制系统，包括机器人，其特征在于，它包括一工控机、与所述的工控机相连的PCI插槽、与所述的PCI插槽相连的模拟量板卡、数字量板卡、运动控制板卡以及DeviceNet通讯卡，所述的模拟量板卡与一第一板卡接线盒相连，所述的数字量板卡与一第二板卡接线盒相连，所述的运动控制板卡与一运动板卡接线盒相连，所述的第一板卡接线盒还与一力传感器相连，该力传感器通过机器人与一机器人DeviceNet通讯卡相连，所述的机器人DeviceNet通讯卡与所述的DeviceNet通讯卡相连，所述的力传感器的与第一板卡接线盒相连的一端还连接有测试器件，所述的工控机上运行LabVIEW软件平台。

2.一种用于权利要求1所述系统的总线工业机器人运动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤S1，设置通讯参数；

步骤S2，将通讯参数读入通讯卡数组；

步骤S3，初始化DeviceNet通讯卡；

步骤S4，建立与机器人的通讯；

步骤S5，建立系统的控制时钟，然后同时进入步骤S6和步骤S7；

步骤S6，读取机器人状态，然后进入步骤S61；

步骤S61，显示程序界面，并返回步骤S6；

步骤S7，给机器人发命令；

步骤S71，开始计时；

步骤S72，查询机器人是否完成指令，

若完成指令，则返回步骤S7；

若没有完成指令，则进入步骤S73；

步骤S73，检测超时时间；

步骤S74；判断命令执行是否超时，

若没有超时，则返回步骤S72；

若超时，则进入步骤S8；

步骤S8，报警，然后返回步骤S61。

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