CN106313057A - 一种码垛机器人控制系统及其实现方法 - Google Patents

一种码垛机器人控制系统及其实现方法 Download PDF

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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G61/00—Use of pick-up or transfer devices or of manipulators for stacking or de-stacking articles not otherwise provided for

Abstract

本发明涉及一种码垛机器人控制系统及其实现方法。该码垛机器人控制系统包括：人机交互系统、运动控制系统和伺服系统；所述伺服系统包括多个伺服驱动系统，每一个伺服驱动系统分别连接有一个电机；人机交互系统通过对跺型设计和运动的指令进行规划，生成相应的运动轨迹信息，根据生成的轨迹进行离线模拟仿真运行，在用户确认无误后，进行码垛工作，并实时采集数据，根据实际情况校正速度和位置信息。本发明通过简易的图形化界面替代传统的代码式编程，使用起来方便简单，降低码垛机器人的使用难度，并对运动轨迹进行仿真运行，在用户确认无误后才开始进行工作，保证工作的安全性和可靠性。

Description

一种码垛机器人控制系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及码垛机器人领域，特别涉及一种码垛机器人控制系统及其实现方法。
背景技术
随着机器人技术的应用普遍化和制造业机器人换人大潮的来临，由于机器人是一种柔性化设备，能适应多种环境的应用场合。机器人已经成为一门学科，而并不是一种设备。尤其是针对码垛机器人，替代工人的高强度劳动，势在必行。但是目前国内码垛机器人应用人员水平参差不齐，对码垛机器人编程语言理解不够，在使用码垛机器人的时候需要对控制码垛机器人的编程语言有一定的学习才能控制码垛机器人进行操作，但是在进行复杂的工作时，无法保证码垛机器人进行自动化操作的编程语言的正确性，容易因此产生危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种码垛机器人控制系统，使得普通的码垛机器人应用人员能快速高效的利用码垛机器人，减少复杂的应用人员对码垛机器人的编程，降低码垛机器人的使用难度，提高码垛机器人的安全系数。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种码垛机器人控制系统的实现方法，包括以下步骤：
步骤1.人机交互系统根据接收的用户指令对码垛垛型和运动路径进行规划，并生成相应的运动轨迹信息；
步骤2.人机交互系统根据生成的运动轨迹信息进行仿真运行，判断运行的运动轨迹是否无误，是则将所述运动轨迹信息发送到运动控制系统，否则返回上一步；
步骤3.运动控制系统接收所述运动轨迹信息，根据所述运动轨迹信息控制伺服驱动系统进行码垛工作，并在码垛工作进行时，伺服驱动系统实时向人机交互系统反馈码垛工作的各项工作参数。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤3中的各项工作参数包括：在码垛工作进行时，被搬运物品所处的位置和运动速度。
采用上述进一步方案的有益效果是：更加清楚的了解到码垛工作进行的情况。
进一步，还包括步骤4.所述人机交互系统接收码垛工作的各项工作参数，根据码垛工作的各项工作参数分析码垛工作的进行情况，根据进行情况对码垛工作的被搬运物品通过所述人机交互系统重新对运动路径进行规划。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据实时情况对码垛工作进行校正，保证码垛工作的顺利进行。
本发明还提供实现上述步骤的一种码垛机器人控制系统，包括：人机交互系统、运动控制系统和伺服系统；所述伺服系统包括多个伺服驱动系统，每一个伺服驱动系统分别连接有一个电机；
所述人机交互系统用于接收用户指令对码垛垛型和运动路径进行规划并生成相应的运动轨迹信息，并根据生成的运动轨迹信息进行仿真运行，当运行的运动轨迹无误时，将所述运动轨迹信息发送到运动控制系统；
所述运动控制系统用于接收所述运动轨迹信息，并根据所述运动轨迹信息控制所述伺服系统进行码垛工作；
所述伺服驱动系统用于控制所述电机进行码垛工作，并实时向所述人机交互系统反馈码垛工作的各项工作参数。
进一步，所述各项工作参数包括：在码垛工作进行时，被搬运物品所处的位置和运动速度。
进一步，所述人机交互系统还用于接收所述码垛工作的各项工作参数，根据码垛工作的各项工作参数分析码垛工作的进行情况，根据进行情况对码垛工作的被搬运物品通过所述人机交互系统重新对运动路径进行规划。
进一步，所述电机包括：伺服电机。
进一步，所述人机交互系统和运动控制系统之间采用TCP/IP协议通信。
进一步，所述运动控制系统和驱动系统通过EtherCAT总线相连。
本发明的有益效果是：采用人机交互界面接收用户的指令，并进行处理后生成相应的运动轨迹，通过简易的图形化界面替代传统的代码式编程，使用起来方便简单，降低码垛机器人的使用难度，使用户能够快速有效的进行码垛工作，而且对运动轨迹进行仿真运行，在用户确认无误后才开始进行工作，保证工作的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明一种码垛机器人控制系统的实现方法流程图；
图2为本发明一种码垛机器人控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种码垛机器人控制系统的实现方法，包括以下步骤：
步骤1.人机交互系统根据接收的用户指令对码垛垛型和运动路径进行规划，并生成相应的运动轨迹信息；
步骤2.人机交互系统根据生成的运动轨迹信息进行仿真运行，判断运行的运动轨迹是否无误，是则将所述运动轨迹信息发送到运动控制系统，否则返回上一步；
步骤3.运动控制系统接收所述运动轨迹信息，根据所述运动轨迹信息控制伺服驱动系统进行码垛工作，并在码垛工作进行时，伺服驱动系统实时向人机交互系统反馈码垛工作的各项工作参数。
所述步骤3中的各项工作参数包括：在码垛工作进行时，被搬运物品所处的位置和运动速度。
还包括步骤4.所述人机交互系统接收码垛工作的各项工作参数，根据码垛工作的各项工作参数分析码垛工作的进行情况，根据进行情况对码垛工作的被搬运物品通过所述人机交互系统重新对运动路径进行规划。
所述步骤1中的码垛垛型的设计方案包括：奇数层跺型设计、偶数层跺型设计、奇偶层交叉设置、隔板设置和LOGO朝向设置。
所述步骤1中的运动路径规划包括：直线运动、点到点运动、圆弧运动和样条曲线运动。
如图2所示，本发明还提供实现上述步骤的一种码垛机器人控制系统，包括：人机交互系统、运动控制系统和伺服系统；所述伺服系统包括多个伺服驱动系统，每一个伺服驱动系统分别连接有一个电机；
所述人机交互系统用于接收用户指令对码垛垛型和运动路径进行规划并生成相应的运动轨迹信息，并根据生成的运动轨迹信息进行仿真运行，当运行的运动轨迹无误时，将所述运动轨迹信息发送到运动控制系统；
所述运动控制系统用于接收所述运动轨迹信息，并根据所述运动轨迹信息控制所述伺服系统进行码垛工作；
所述伺服驱动系统用于控制所述电机进行码垛工作，并实时向所述人机交互系统反馈码垛工作的各项工作参数。
所述伺服驱动系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。
所述各项工作参数包括：在码垛工作进行时，被搬运物品所处的位置和运动速度。
所述人机交互系统还用于接收所述码垛工作的各项工作参数，根据码垛工作的各项工作参数分析码垛工作的进行情况，根据进行情况对码垛工作的被搬运物品通过所述人机交互系统重新对运动路径进行规划。
所述电机包括：伺服电机；所述伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。。
所述人机交互系统和运动控制系统之间采用TCP/IP协议通信。
所述运动控制系统和驱动系统通过EtherCAT总线相连；EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。
本发明采用分布式控制方法，保证每个局部系统都能独立处理信息；人机交互系统进行规划控制，通过TCP/IP协议把相关信息传送给运动控制系统；运动控制系统进行运动控制，运动控制系统通过EtherCAT总线对伺服系统进行控制，采用高速现场总线，保证了控制系统对伺服系统进行实时控制和数据采集。
实施例:人机交互系统通过对跺型设计和运动的指令进行规划，生成相应的运动轨迹信息，根据生成的轨迹进行离线模拟仿真运行，保证设置的正确和系统安全，在用户确认无误后，进行码垛工作，并实时采集数据，根据实际情况校正速度和位置信息，保证工作顺利的进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种码垛机器人控制系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.人机交互系统根据接收的用户指令对码垛垛型和运动路径进行规划，并生成相应的运动轨迹信息；
步骤2.人机交互系统根据生成的运动轨迹信息进行仿真运行，判断运行的运动轨迹是否无误，是则将所述运动轨迹信息发送到运动控制系统，否则返回上一步；
步骤3.运动控制系统接收所述运动轨迹信息，根据所述运动轨迹信息控制伺服驱动系统进行码垛工作，并在码垛工作进行时，伺服驱动系统实时向人机交互系统反馈码垛工作的各项工作参数。
2.根据权利要求1所述的一种码垛机器人控制系统的实现方法，其特征在于，所述步骤3中的各项工作参数包括：在码垛工作进行时，被搬运物品所处的位置和运动速度。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的一种码垛机器人控制系统的实现方法，其特征在于，还包括步骤4.所述人机交互系统接收码垛工作的各项工作参数，根据码垛工作的各项工作参数分析码垛工作的进行情况，根据进行情况对码垛工作的被搬运物品通过所述人机交互系统重新对运动路径进行规划。
4.一种码垛机器人控制系统，其特征在于，包括：人机交互系统、运动控制系统和伺服系统；所述伺服系统包括多个伺服驱动系统，每一个伺服驱动系统分别连接有一个电机；
所述人机交互系统用于接收用户指令对码垛垛型和运动路径进行规划并生成相应的运动轨迹信息，并根据生成的运动轨迹信息进行仿真运行，当运行的运动轨迹无误时，将所述运动轨迹信息发送到运动控制系统；
所述运动控制系统用于接收所述运动轨迹信息，并根据所述运动轨迹信息控制所述伺服系统进行码垛工作；
所述伺服驱动系统用于控制所述电机进行码垛工作，并实时向所述人机交互系统反馈码垛工作的各项工作参数。
5.根据权利要求4所述的一种码垛机器人控制系统，其特征在于，所述各项工作参数包括：在码垛工作进行时，被搬运物品所处的位置和运动速度。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的一种码垛机器人控制系统，其特征在于，所述人机交互系统还用于接收所述码垛工作的各项工作参数，根据码垛工作的各项工作参数分析码垛工作的进行情况，根据进行情况对码垛工作的被搬运物品通过所述人机交互系统重新对运动路径进行规划。
7.根据权利要求4所述的一种码垛机器人控制系统，其特征在于，所述电机包括：伺服电机。
8.根据权利要求4所述的一种码垛机器人控制系统，其特征在于，所述人机交互系统和运动控制系统之间采用TCP/IP协议通信。
9.根据权利要求4所述的一种码垛机器人控制系统，其特征在于，所述运动控制系统和驱动系统通过EtherCAT总线相连。
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