CN109976202A - 一种用于柔性机器人的控制系统 - Google Patents

一种用于柔性机器人的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109976202A
CN109976202A CN201711458323.5A CN201711458323A CN109976202A CN 109976202 A CN109976202 A CN 109976202A CN 201711458323 A CN201711458323 A CN 201711458323A CN 109976202 A CN109976202 A CN 109976202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control system
interface
flexible robot
input
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711458323.5A
Other languages
English (en)
Inventor
邹风山
王宏玉
宛月
刘世昌
朱洪彪
刘升阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd filed Critical Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority to CN201711458323.5A priority Critical patent/CN109976202A/zh
Publication of CN109976202A publication Critical patent/CN109976202A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明实施例公开一种用于柔性机器人的控制系统。该控制系统包括与上位机及其他接口板卡互联的控制器主板，与所述控制器主板电连接且用于配置和扩展所述控制器主板的输入输出接口功能的系统输入输出板，用于柔性机器人开关量采集和驱动的输入输出转接板，分别与所述控制器主板和所述系统输入输出板电连接且用于连接所述控制系统外部装置的前面板集成板，其中，控制系统具有多种驱动信号，用于满足多种伺服驱动器的驱动要求。本发明实施例所提供的控制系统具备兼容性、灵活性及开放性。

Description

一种用于柔性机器人的控制系统
技术领域
本发明涉及机器人控制装置的技术领域，具体涉及一种用于柔性机器人的控制系统。
背景技术
工业机器人的种类繁多，不同公司针对自己生产的机器人研发了专有的伺服驱动器、硬件平台和编程环境，使得工业机器人控制系统复杂化，严重地限制了工业机器人应用的灵活性和可拓展性。
目前，工业柔性机器人以其高速、精密、轻量化等优点广泛应用于布局紧凑、精准度要求高、工作空间有限的柔性化生产线。根据生产环境要求，柔性机器人设计有多种，其控制系统也随之多样、复杂化。为满足不同柔性机器人控制需求，柔性机器人控制系统的现有技术仍存在不足：控制系统不能提供兼容不同类型、不同驱动能力的伺服驱动器以匹配柔性机器人；对同一种柔性机器人的机械手臂用于不同环境或场合时，需要更改相应的示教程序，给生产过程带来不便；部分控制系统未提供可编程的通讯接口，不能为研究型用户提供功能接口。
因此，针对现有柔性机器人控制系统存在的不足，急需一种能够具备兼容性、灵活性及开放性的控制系统。
发明内容
针对现有柔性机器人控制系统在兼容性及开放性等方面存在的不足，本发明实施例提出一种用于柔性机器人的控制系统。本发明实施例所提供的控制系统能够提供不同的驱动信号以满足柔性机器人的驱动需求，从而提高控制系统的兼容性；本发明实施例所提供的控制系统具有多种接口，提高了控制系统的灵活性；本发明实施例所提供的控制系统具有统一的主板及编程环境，提高了控制系统的开放性。
该用于柔性机器人的控制系统的具体方案如下：一种用于柔性机器人的控制系统，包括控制器主板，与上位机及其他接口板卡互联，用于生成和传输柔性机器人的控制信号；系统输入输出板，与所述控制器主板电连接，用于配置和扩展所述控制器主板的输入输出功能接口；前面板集成板，分别与所述控制器主板和所述系统输入输出板电连接，用于连接所述控制系统的外部装置；所述控制系统具有多种驱动信号，用于满足多种伺服驱动器的驱动要求。
优选地，所述控制系统还包括输入输出转接板，所述输入输出转接板与所述系统输入输出板连接，用于柔性机器人开关量的采集和驱动。
优选地，所述控制系统还包括动力电源，所述动力电源的输出电压范围可调。
优选地，所述动力电源采用可配置模块化电源。
优选地，所述前面板集成板包括多种通讯接口。
优选地，所述多种通讯接口包括CAN接口、串口、VGA接口、网口、USB或用户输入输出接口中的至少两种。
优选地，所述控制器主板通过以太网通讯与柔性机器人通信。
优选地，所述控制系统的控制器主板的软件编程环境支持德州仪器公司的用于DSP的集成开发环境。
优选地，所述集成开发环境包括代码调试器3.3版本及以上版本。
优选地，所述前面板集成板还包括工控指示灯接口，用于控制前面板集成板的LED显示。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例所提供的用于柔性机器人的控制系统，控制系统具有多种驱动信号，进而可以满足多种伺服驱动器的驱动要求，有效地提高了控制系统的兼容性。进一步地，本发明实施例所提供的控制系统包括系统输入输出板和前面板集成板，有效地拓展了控制系统的接口数量及接口类型，有效地提高了控制系统的灵活性。进一步地，本发明实施例所提供的控制系统控制器主板的软件编程环境支持德州仪器公司的用于DSP的集成开发环境，具有统一的控制主板和编程环境，为研究型用户提供了软件接口，有效地提高了控制系统的开放性。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种用于柔性机器人的控制系统的示意图。
附图中标号说明：
100、控制系统 20、控制器主板 30、系统输入输出板
40、输入输出转接板 51、从电源 53、主电源
10、前面板集成板 60、冷却风扇
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示，本发明实施例中提供的一种用于柔性机器人的控制系统100的示意图。控制系统100包括与上位机及其他接口板卡互联的控制器主板20，与控制器主板20电连接的系统输入输出板30，分别与控制器主板20和系统输入输出板30电连接的前面板集成板10。在该实施例中，控制系统100具有多种驱动信号，用于满足多种伺服驱动器的驱动要求。
控制器主板20也可简称为主控板，用于生成和传输控制柔性机器人的控制信号。控制器主板20与上位机及其他接口板卡(如输入输出板30、前面板集成板10等)互联以构成控制系统100。控制器主板20的功能包括用于柔性机器人控制信号传输、上位机通讯及总线、串口通信。控制器主板20的接口包括CAN接口、RS232或RS485等串口、USB接口、VGA接口、电源接口等。在该实施例中，控制器主板20还包括FIO接口，FIO接口与前面板集成板10的接口连接，用于拓展控制器主板20的接口。控制器主板20还包括T&PB和RIO接口，T&PB和RIO接口都与上位机相连，用于进行示教通讯。控制器主板20还包括LAN接口，即网络接口，和系统输入输出板30连接，从而和系统输入输出板30通讯。
系统输入输出板30也可简称为系统IO板，用于配置和扩展控制器主板20的输入输出功能接口。由于控制器主板20的驱动能力及其输入输出口的数量是有限的，系统输入输出板30可有效地拓展控制器主板20的接口数量。系统输入输出板30可用于工业机器人和洁净机器人的开关量采集和驱动，可根据实际应用中开关量的具体数量进行扩展和裁剪，支持32路光耦隔离输入和32路光耦隔离输出。系统输入输出板30包括两个连接器XS-IOA和XS-IOB，每个连接器支持16路输入和16路输出。如图1所示，在该实施例中，系统输入输出板30的4个接口分别为XS-NET0、XS-NET1、XS-IOA和XS-IOB。XS-NET0和XS-NET1用于网口通讯，分别与前面板集成板10和控制器主板20连接。XS-IOA和XS-IOB都与输入输出转接板40的系统接口(即S-IO)和用户接口(J-IO)连接。系统接口(即S-IO)对外接口主要完成的信号接入，具体包括驱动器报警，柔性机器人的大、小臂的左右限位以及松抱闸，上动力电等信号的输入输出控制。
前面板集成板10与控制器主板20和系统输入输出板30电连接，用于连接控制系统100的外部装置。前面板集成板10主要用于集成控制器主板20的外部通讯接口拓展及上位机(即示教盒)以及柔性机器人的接口。在该实施例中，前面板集成板10的接口包括机械手驱动接口、CAN总线接口、网口、VGA接口、RS232或RS485等串口、USB接口、上位机(示教盒)接口、AU-IO及电源接口等。
控制系统100包括系统输入输出板30和前面板集成板10，有效地拓展了控制系统100的接口数量及接口类型，有效地提高了控制系统100的灵活性。
在一优选实施例中，控制系统100还包括与系统输入输出板30连接的输入输出转接板40。输入输出转接板40也可简称为IO转接板，用于柔性机器人开关量采集和驱动。输入输出转接板40的主要功能还包括实现用户输入输出和系统输入输出的转接，将系统输入输出信号与控制信号进行隔离，进行动力电转接的功能。
如图1所示，在该实施例中，输入输出转接板40也可简称为IO转接板，包括系统接口(即S-IO)、用户接口(即J-IO)、电缸接口(即AU-IO)和LED接口。系统接口(即S-IO)和用户接口(即J-IO)都与系统输入输出板30的相应接口连接。系统接口(即S-IO)对外接口主要完成的信号接入，具体包括驱动器报警，柔性机器人的大、小臂的左右限位以及松抱闸，上动力电等信号的输入输出控制。用户接口(即J-IO)可由用户自由配置。电缸接口(即AU-IO)和LED接口都与前面板集成板10连接。其中，LED接口为工控指示灯接口，用于控制前面板LED显示。
在该实施例中，控制系统100还包括开关电源。开关电源具体包括主电源53和从电源51。主电源53也可称为动力电源，从电源51也可称为控制电源。控制系统100于柔性机器人之间的信号传输依靠伺服驱动器，传输的信号为驱动信号及控制信号。为满足伺服驱动器兼容性，控制系统100应提供不同的驱动信号。在该实施例中，动力电源采用可配置模块化电源。可配置模块化电源具备以下特点：(a)电源电压的输出范围可调，具体的范围包括1.5V--58V或±5V--±15V；(b)电源具有多条输出通路，包括2至16路；且电源的输出模块可进行自由组合。当输出功率为200-600W时，输出通路为2-8路，电源体积为133×77×41mm；当输出功率为700-1200W时，输出通路为2-16路，电源体积为152×154×41mm；可配置模块化电源的体积为常规电源的1/3-1/5大小。(c)可配置模块化电源满足第3或第4版医疗认证要求。(d)可配置模块化电源的瞬间动态响应快，响应时间小于100uS，可以满足最精密的电机等要求。(e)可配置模块化电源可以控制每个模块的工作或不工作。(f)可配置模块化电源的输出噪声为0.5％Vout，且纹波噪声小、效率高。通过采用提供不同电压值的电源，控制系统100具有多种驱动信号，进而可以满足多种伺服驱动器的驱动要求，有效地提高了控制系统100的兼容性。
在该实施例中，控制系统100的控制器主板20的软件编程环境支持德州仪器公司的用于DSP的集成开发环境。集成开发环境包括代码调试器3.3版本及以上版本，即CCS3.3及其以上版本。德州仪器公司的用于DSP的集成开发环境是目前市面上通用的编程开发环境，有助于编程环境的统一。
控制系统100的控制器主板20的软件编程环境支持德州仪器公司的用于DSP的集成开发环境，具有统一的控制器主板和编程环境，为研究型用户提供了软件接口，有效地提高了控制系统的开放性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
控制器主板，与上位机及其他接口板卡互联，用于生成和传输柔性机器人的控制信号；
系统输入输出板，与所述控制器主板电连接，用于配置及扩展所述控制器主板的输入输出功能接口；
前面板集成板，分别与所述控制器主板及所述系统输入输出板电连接，用于连接所述控制系统的外部装置；
所述控制系统具有多种驱动信号，用于满足多种伺服驱动器的驱动要求。
2.根据权利要求1所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括输入输出转接板，所述输入输出转接板与所述系统输入输出板连接，用于柔性机器人开关量的采集和驱动。
3.根据权利要求1所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括动力电源，所述动力电源的输出电压范围可调。
4.根据权利要求3所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述动力电源采用可配置模块化电源。
5.根据权利要求1所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述前面板集成板包括多种通讯接口。
6.根据权利要求5所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述多种通讯接口包括CAN接口、串口、VGA接口、网口、USB或用户输入输出接口中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述控制器主板通过以太网通讯与柔性机器人通信。
8.根据权利要求1所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述控制系统的控制器主板的软件编程环境支持德州仪器公司的用于DSP的集成开发环境。
9.根据权利要求8所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述集成开发环境包括代码调试器3.3版本及以上版本。
10.根据权利要求1所述的一种用于柔性机器人的控制系统，其特征在于，所述前面板集成板还包括工控指示灯接口，用于控制前面板集成板的LED显示。
CN201711458323.5A 2017-12-28 2017-12-28 一种用于柔性机器人的控制系统 Pending CN109976202A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711458323.5A CN109976202A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种用于柔性机器人的控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711458323.5A CN109976202A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种用于柔性机器人的控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109976202A true CN109976202A (zh) 2019-07-05

Family

ID=67074579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711458323.5A Pending CN109976202A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种用于柔性机器人的控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109976202A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1255425A (zh) * 1999-11-26 2000-06-07 华南理工大学 密炼机橡胶混炼智能控制系统及其智能控制方法
CN202306354U (zh) * 2011-10-13 2012-07-04 温州大学城市学院 纸杯成型机智能化控制系统
CN202404396U (zh) * 2011-12-31 2012-08-29 南京因泰莱电器股份有限公司 多晶硅高压启动电源控制系统
CN203248936U (zh) * 2013-05-14 2013-10-23 蔡意明 灯光控制台三屏幕升降控制系统
US20140019993A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Lantronix, Inc. Tunneling Application Plug-Ins, Systems and Methods
CN103645722A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 张炎 一种集成供电伺服控制系统
CN205497523U (zh) * 2016-04-01 2016-08-24 张锐 机器人关节柔性驱动器
CN107366796A (zh) * 2017-09-20 2017-11-21 中国矿业大学(北京) 用于煤矿主排水管道除垢的机器人及控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1255425A (zh) * 1999-11-26 2000-06-07 华南理工大学 密炼机橡胶混炼智能控制系统及其智能控制方法
CN202306354U (zh) * 2011-10-13 2012-07-04 温州大学城市学院 纸杯成型机智能化控制系统
CN202404396U (zh) * 2011-12-31 2012-08-29 南京因泰莱电器股份有限公司 多晶硅高压启动电源控制系统
US20140019993A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Lantronix, Inc. Tunneling Application Plug-Ins, Systems and Methods
CN203248936U (zh) * 2013-05-14 2013-10-23 蔡意明 灯光控制台三屏幕升降控制系统
CN103645722A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 张炎 一种集成供电伺服控制系统
CN205497523U (zh) * 2016-04-01 2016-08-24 张锐 机器人关节柔性驱动器
CN107366796A (zh) * 2017-09-20 2017-11-21 中国矿业大学(北京) 用于煤矿主排水管道除垢的机器人及控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207339692U (zh) 多轴伺服驱动器
CN210129219U (zh) 一种FPGA加速卡的多功能USB Type-C接口电路
CN1964363B (zh) 具有多种总线接口的可配置i/o模块
CN104097197A (zh) 模块化机器人
CN105938678A (zh) 一种多平台数控仿真器
CN204631516U (zh) 游艇一体化显示控制装置和游艇控制台
CN205608427U (zh) 一种舞台机械臂及应用该舞台机械臂的控制系统
CN108508812A (zh) 一种agv控制器io端口复用配置系统及其方法
CN102053585B (zh) BACald智能化控制平台
CN109976202A (zh) 一种用于柔性机器人的控制系统
CN206557566U (zh) 一种多总线兼容的多轴联动x光机主控装置
CN103365228B (zh) 一种运动控制器分时控制系统
CN204795068U (zh) 多模块交换机级联通信网络
CN218675783U (zh) 基于片上系统的EtherCAT总线型多轴驱控一体机
CN206584221U (zh) 伺服电机的控制系统
CN200941208Y (zh) 对usb接口设备进行操作的装置
CN201820117U (zh) 一种网络控制器
CN206961114U (zh) 可编程芯片的引脚分时复用电路、主板电路及电子设备
CN110398943A (zh) 一种多层级立体化控制系统实验平台及其搭建方法
CN206077071U (zh) 一种智能配电管理系统
CN103760855A (zh) 自组式模块化家居控制系统
CN107423182A (zh) 一种模拟usb热拔插装置
CN204256429U (zh) 综合信号调理平台
CN206117548U (zh) 一种基于步进电机驱动器的总线转接运动控制模块
CN206649615U (zh) 采用继电器接口的药房中药品存放位置指示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190705