CN105302031A - 码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法 - Google Patents

码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机器人系统的控制装置及其控制方法，尤其涉及码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法，包括PC机、cortex-A8处理器、FPGA、关节驱动器、伺服电机、触摸屏、监控系统和光电编码器接口；PC机根据用户的操作指令产生各种控制命令，cortex-A8处理器接收控制命令并进行相应的计算，转变成指令发送给FPGA，FPGA接收控制指令后，则通过CAN？open总线给关节驱动器输入信号脉冲驱动伺服电动机；光电编码器则将各个伺服电机的参数信息反馈给FPGA；FPGA将信息传输给cortex-A8处理器，在触摸屏上实现对电机的参数信息的显示。该控制装置动作响应速度快，位置控制更为精确，系统稳定性高，码垛效率大大提升；同时采用多关节的机器人操作，运作灵活，工作范围也进一步扩大。

Description

码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种机器人系统的控制装置及其控制方法，尤其涉及码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法。
背景技术
码垛搬运机器人是将输送装置输送来的物件，按一定排列码放在托盘、栈板等运输设备上，按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠成垛，便于由输送装置或者运输设备输运的高技术自动化装备。当前市场上的码垛机器人多采用PLC或单片机进行控制，灵活性差，精度不高，运作速度较慢，工作范围局限，因此需要一种新的控制方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供灵活性高、控制精度准的码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
码垛搬运机器人的控制装置，包括PC机、cortex-A8处理器、FPGA、关节驱动器、伺服电机、触摸屏、监控系统和光电编码器接口；
PC机与cortex-A8处理器连接，cortex-A8处理器还分别与、触摸屏、监控系统和FPGA连接；FPGA通过CANopen总线与关节驱动器连接，每个关节驱动器与对应的伺服电机连接；
所述PC机作为操作系统，具有人机交互界面；
所述Cortex-A8处理器用于操作系统移植，并与PC机进行通信及对伺服电机控制算法的计算；
所述FPGA用于伺服电机的运动控制；
所述关节驱动器用于接收驱动信号驱动伺服电机运动；
所述伺服电机用于驱动码垛搬运机器人关节运动；
所述触摸屏是系统人机交互的一部分，用于码垛搬运机器人运动状态和工作状态参数的输入；
监控系统通过cortex-A8处理器实时视频监控码垛搬运机器人的工作状态；
所述伺服电机上安装有编码器，通过光电编码器接口将伺服电机运动参数反馈给FPGA。
控制方法为：PC机根据用户的操作指令产生各种控制命令，cortex-A8处理器通过串口接收控制命令，cortex-A8处理器进行相应的计算，转变成为相应的指令发送给FPGA，FPGA接收控制指令后，则通过CANopen总线给关节驱动器输入信号脉冲，关节驱动器驱动伺服电动机；伺服电动机的光电编码器则将各个伺服电机的参数信息反馈给FPGA；FPGA通过双端口RAM将信息传输给cortex-A8处理器，在触摸屏上实现对电机的参数信息的显示。
本发明的提供的码垛搬运机器人的控制装置及其控制方法，采用PC机、cortex-A8处理器和FPGA结合的控制系统，分工处理整个控制过程，控制码垛搬运机器人的动作响应速度快，位置控制更为精确，系统稳定性高，码垛效率大大提升；同时采用多关节的机器人操作，运作灵活，工作范围也进一步扩大。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，码垛搬运机器人的控制装置，包括PC机1、cortex-A8处理器2、FPGA5、关节驱动器7、伺服电机8、触摸屏3、监控系统4和光电编码器接口6；
PC机1与cortex-A8处理器2连接，cortex-A8处理器2还分别与、触摸屏3、监控系统4和FPGA5连接；FPGA5通过CANopen总线与关节驱动器7连接，每个关节驱动器7与对应的伺服电机8连接；
所述PC机1作为操作系统，具有人机交互界面；
所述Cortex-A8处理器2用于操作系统移植，并与PC机进行通信及对伺服电机控制算法的计算；
所述FPGA5用于伺服电机8的运动控制；
所述关节驱动器7用于接收驱动信号驱动伺服电机8运动；
所述伺服电机8用于驱动码垛搬运机器人关节运动；
所述触摸屏3是系统人机交互的一部分，用于码垛搬运机器人运动状态和工作状态参数的输入；
监控系统4通过cortex-A8处理器2实时视频监控码垛搬运机器人的工作状态；
所述伺服电机8上安装有编码器，通过光电编码器接口6将伺服电机8运动参数反馈给FPGA5。
其中，cortex-A8处理器2和所述FPGA5之间通过双端口RAM连接；所述cortex-A8处理器2为ARM系列处理器，FPGA5为AlteraCycloneIIFPGA。
控制方法为：PC机1根据用户的操作指令产生各种控制命令，cortex-A8处理器2通过串口接收控制命令，cortex-A8处理器2进行相应的计算，转变成为相应的指令发送给FPGA5，FPGA5接收控制指令后，则通过CANopen总线给关节驱动器7输入信号脉冲，关节驱动器7驱动伺服电动机8；伺服电动机8的光电编码器则将各个伺服电机8的参数信息反馈给FPGA5；FPGA5通过双端口RAM将信息传输给cortex-A8处理器2，在触摸屏3上实现对电机的参数信息的显示。

Claims (2)

1.码垛搬运机器人的控制装置，其特征在于：包括PC机（1）、cortex-A8处理器（2）、FPGA（5）、关节驱动器（7）、伺服电机（8）、触摸屏（3）、监控系统（4）和光电编码器接口（6）；
PC机（1）与cortex-A8处理器（2）连接，cortex-A8处理器（2）还分别与、触摸屏（3）、监控系统（4）和FPGA（5）连接；FPGA（5）通过CANopen总线与关节驱动器（7）连接，每个关节驱动器（7）与对应的伺服电机（8）连接；
所述PC机（1）作为操作系统，具有人机交互界面；
所述Cortex-A8处理器（2）用于操作系统移植，并与PC机进行通信及对伺服电机控制算法的计算；
所述FPGA（5）用于伺服电机（8）的运动控制；
所述关节驱动器（7）用于接收驱动信号驱动伺服电机（8）运动；
所述伺服电机（8）用于驱动码垛搬运机器人关节运动；
所述触摸屏（3）是系统人机交互的一部分，用于码垛搬运机器人运动状态和工作状态参数的输入；
监控系统（4）通过cortex-A8处理器（2）实时视频监控码垛搬运机器人的工作状态；
所述伺服电机（8）上安装有编码器，通过光电编码器接口（6）将伺服电机（8）运动参数反馈给FPGA（5）。
2.根据权利要求1所述码垛搬运机器人的控制装置，其特征在于：控制方法为，PC机（1）根据用户的操作指令产生各种控制命令，cortex-A8处理器（2）通过串口接收控制命令，cortex-A8处理器（2）进行相应的计算，转变成为相应的指令发送给FPGA（5），FPGA（5）接收控制指令后，则通过CANopen总线给关节驱动器（7）输入信号脉冲，关节驱动器（7）驱动伺服电动机（8）；伺服电动机（8）的光电编码器则将各个伺服电机（8）的参数信息反馈给FPGA（5）；FPGA（5）通过双端口RAM将信息传输给cortex-A8处理器（2），在触摸屏（3）上实现对电机的参数信息的显示。
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