CN111230885A - 一种智能协作机器人控制系统、方法及存储介质 - Google Patents

一种智能协作机器人控制系统、方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能协作机器人控制系统，本控制系统通过采用DSP双核芯片实现机器人伺服电机的驱动电路，将DSP双核芯片中的其中一核芯片用于接收运动控制器下发的信号指令，并实时采集扭矩传感器和旋转磁编码器检测的电机的输出扭矩、速度和转动角度生成对应的驱动信号；另一个用于将驱动信号下发至机器人伺服电机，驱动机器人伺服电机的工作，实现对机器人的运动控制，通过将数据的运算与下发指令分开处理，可大大提高数据运算的速率；同时将机器人伺服电机的输出扭矩、速度以及转动角度反馈到驱动信号的计算中，实现机器人的反馈控制，提高机器人控制的精度以及灵敏度。本发明还提供了一种智能协作机器人控制方法及存储介质。

Description

一种智能协作机器人控制系统、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人控制系统，尤其涉及一种智能柔性协作机器控制系统、方法及存储介质。
背景技术
目前，现有的协作机器人控制系统的驱动部分所用的CPU基本上是单核DSP芯片、单核DSP+FPGA、或者是DSP+ARM 2片IC，无论在运算速度上还是程序设计灵活性和高效性都不是特别理想。现有的协作机器人在柔性工作和碰撞检测上的功能是依靠电机的电流反馈控制来实现，其精度和灵敏度非常低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种智能协作机器人控制系统，其能够解决现有设计中机器人控制的灵活度、精度以及灵敏度低等问题。
本发明的目的之二在于提供一种智能协作机器人控制方法，其能够解决现有设计中机器人控制的灵活度、精度以及灵敏度低等问题。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质，其能够解决现有设计中机器人控制的灵活度、精度以及灵敏度低等问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种智能协作机器人控制系统，所述控制系统包括电机驱动器、运动控制器、机器人伺服电机、扭矩传感器和旋转磁编码器；其中，所述电机驱动器包括DSP双核芯片，所述DSP双核芯片包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端；所述DSP双核芯片的第一输入端与运动控制器电性连接，用于接收运动控制器发送的指令信号；所述DSP双核芯片的第二输入端与扭矩传感器电性连接，用于获取扭矩传感器检测的机器人伺服电机的输出扭矩；所述DSP双核芯片的第三输入端与旋转磁编码器电性连接，用于获取旋转磁编码器检测的机器人伺服电机的速度和转动角度；所述DSP双核芯片的第一输出端与机器人伺服电机电性连接，用于控制机器人伺服电机的工作状态，进而控制机器人的运动轨迹；
所述DSP双核芯片，还用于根据指令信号、电机的输出扭矩以及电机的速度与转动角度生成第一驱动信号，发送给机器人伺服电机，驱动机器人伺服电机的工作状态。
进一步地，所述电机驱动器包括EtherCAT通讯接口，所述DSP双核芯片的第一输入端通过EtherCAT通讯接口与运动控制器电性连接；
和/或，所述电机驱动器包括三相全桥及其驱动电路；所述DSP双核芯片的第一输出端通过三相全桥及其驱动电路与机器人伺服电机电性连接；
和/或，所述电机驱动器包括模拟信号调理电路；所述DSP双核芯片的第二输入端通过模拟信号调理电路与扭矩传感器电性连接；
和/或，所述电机驱动器包括编码器接口电路，所述DSP双核芯片的第三输入端通过编码器接口电路与旋转磁编码器电性连接。
进一步地，所述模拟信号调理电路包括第十接插件、差分放大电路、比例放大电路和减法比例电路；所述扭矩传感器通过第十接插件与差分放大电路电性连接，差分放大电路通过比例放大电路与减法比例电路电性连接；所述DSP双核芯片通过DSP模拟信号口语减法比例电路电性连接。
进一步地，所述旋转磁编码器包括多圈绝对值编码器和增量式编码器；其中，多圈绝对值编码器与电机连接，用于检测电机的速度；增量式编码器与电机连接，用于检测电机的转动角度；所述编码器接口电路包括电平转换电路、第五接插件和第十四接插件；所述多圈绝对值编码器通过第五接插件向电平转换电路提供ABZ信号；增量式编码器通过第十四接插件向电平转换电路提供SPI信号；所述DSP双核芯片通过DSP捕获口、DSP-SPI接口与电平转换电路电性连接。
进一步地，所述控制系统还包括电磁式制动器；所述DSP双核芯片还设有第二输出端；所述DSP双核芯片的第二输出端与电磁式制动器电性连接，用于生成第二驱动信号并发送给电磁式制动器驱动电磁式驱动器的工作；所述电磁式制动器与机器人伺服电机电性连接，用于制动机器人伺服电机。
进一步地，所述电机驱动器包括电磁式制动器驱动电路，所述DSP双核芯片的第二输出端通过电磁式制动器驱动电路与电磁式制动器电性连接。
进一步地，所述控制系统包括移动终端设备；所述运动控制器与移动终端设备无线连接，用于将移动终端设备下发的指令信号发送给电机驱动器。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种智能协作机器人控制方法，应用于如本发明目的之一采用的一种智能协作机器人控制系统；所述控制方法包括：
获取指令步骤：机器人上电启动，通过电机驱动器获取运动控制器下发的指令信号；
获取数据步骤：通过电机驱动器实时获取机器人伺服电机的速度、转动角度和的输出扭矩；
电机指令生成步骤：通过电机驱动器根据指令信号，电机的速度、转动角度以及输出扭矩生成第一驱动信号，并将第一驱动信号发送给机器人伺服电机，进而驱动机器人伺服电机的工作，实现机器人的运动控制；所述电机驱动器采用DSP双核芯片实现。
进一步地，所述控制方法包括：制动器指令生成步骤：通过电机驱动器生成第二驱动信号，并将第二驱动信号发送给电磁式制动器，进而驱动电磁式制动器的工作状态，实现电磁式制动器对机器人伺服电机的制动。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有机器人控制程序，所述机器人控制程序为计算机程序，所述机器人控制程序被处理器执行时实现如本发明目的之二采用的一种智能协作机器人控制方法的步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过将电机驱动器采用DSP双核芯片进行设计，同时通过设置扭矩传感器将电机的输出扭矩、通过设置旋转磁编码器将电机的速度和转动角度，反馈至电机驱动器；依据DSP双核芯片的特性，将DSP双核芯片的其中一个用于获取机器人的运动控制器下发的信号指令、扭矩传感器检测的电机的输出扭矩、旋转磁编码器检测电机的速度和转动角度，以及驱动指令生成；将DSP双核芯片中的另一个用于驱动指令下发给机器人伺服电机，驱动机器人伺服电机的工作状态，进而实现机器人的运动轨迹的控制。本发明通过采用DSP双核芯片的处理器来实现数据的运算与通讯，通过双核之间的协同工作，能够显著提高运算速度；同时本发明还通过将扭矩传感器与旋转磁编码器的数据实时反馈到DSP双核芯片，使得DSP双核芯片获取电机的状态，实现对机器人伺服电机的反馈控制，使得机器人的运动轨迹更为精确，解决了现有技术中的机器人在柔性工作和碰撞检测上依靠电机的电流反馈来控制导致机器人控制的精度和灵敏度低的问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种智能协助机器人控制系统模块图；
图2为图1中的电机驱动器模块示意图；
图3为图2中DSP双核芯片的芯片U12的电路示意图之一；
图4为图2中DSP双核芯片的芯片U12的电路示意图之二；
图5为图2中DSP双核芯片的芯片U12的电路示意图之三；
图6为图2中DSP双核芯片的芯片U12的电路示意图之四；
图7为图2中EtherCAT通讯电路的芯片U1的电路示意图之一；
图8为图2中EtherCAT通讯电路的芯片U1的电路示意图之二；
图9为图2中EtherCAT通讯电路的第一网络变压器的电路示意图；
图10为图2中EtherCAT通讯电路的第二网络变压器的电路示意图；
图11为图2中三相全桥及其驱动电路的电路示意图之一；
图12为图2中三相全桥及其驱动电路的电路示意图之二；
图13为图2中三相全桥及其驱动电路的电路示意图之二；
图14为图2中三相全桥及其驱动电路的第八接插件的电路示意图；
图15为图2中模拟信号调理电路的模块示意图；
图16为图2中编码接口电路的第五接插件的电路示意图；
图17为图2中编码接口电路的第十四接插件的电路示意图；
图18为图2中编码接口电路的电平转换电路的电路示意图；
图19为图2中电磁式制动器驱动电路的电路示意图；
图20为一种智能协作机器人控制方法流程图；
图21为本发明提供的一种智能协作机器人控制装置模块图。
图中：11、存储器；12、处理器；13、通信总线；14、网络接口。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
本发明提供了一种智能协作机器人控制系统，本系统通过采用双核单芯片的DSP处理器，依据处理器双核之间的协作工作，能显著提高运算速度。特别是对于机器人的实时现场总线通讯来说，可大大降低程序架构组织难度，保证了系统的可靠性。同时，通过实时获取机器人伺服电机的状态，并将其反馈到DSP双核芯片中，实现机器人的反馈控制，提高机器人控制的精度和灵敏度。
如图1所示，本发明提供一优选的实施例，一种智能柔性协作机器人控制系统，包括电机驱动器、运动控制器、机器人伺服电机、扭矩传感器和旋转磁编码器。伺服电机、扭矩传感器、旋转磁编码器分别通过电机驱动器与运动控制器电性连接。
其中，运动控制器，用于获取外部下发的信号指令，并将其发送给电机驱动器，使得电机驱动器根据信号指令生成对应的驱动指令，实现对机器人伺服电机的驱动，从而实现机器人的运动控制。
扭矩传感器与电机驱动器电性连接，用于检测电机的输出扭矩并将其发送给电机驱动器。旋转磁编码器，用于检测电机的速度和转动角度并将其发送给电机驱动器。
本发明在机器人的控制过程中，通过实时采集电机的输出扭矩、速度以及转动角度，实现对机器人伺服电机的驱动指令的调整，可大大提高机器人伺服电机的精准控制，解决了现有技术中的机器人在柔性工作和碰撞检测上依靠电机的电流反馈来控制导致机器人控制的精度和灵敏度低的问题。
优选地，如图2所示，电机驱动器包括DSP双核芯片。本发明通过将DSP双核芯片的其中一个用于获取机器人的运动控制器下发的信号指令、扭矩传感器检测的电机的输出扭矩、旋转磁编码器检测电机的速度和转动角度，以及驱动指令生成；将DSP双核芯片中的另一个用于驱动指令下发给机器人伺服电机，驱动机器人伺服电机的工作状态，进而实现机器人的运动轨迹的控制，由于将数据通讯与数据运算分开处理，可显著提高数据运算速率。
优选地，电机驱动器包括三相全桥及其驱动电路、模拟信号调理电路、编码器接口电路和EtherCAT通讯接口。DSP双核芯片设有第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端。
其中，DSP双核芯片的第二输入端通过三相全桥及其驱动电路与机器人伺服电机电性连接。DSP双核芯片通过三相全桥驱动电路将生成的第一驱动信号发送至机器人伺服电机，驱动机器人伺服电机的工作，实现机器人的运动控制。
DSP双核芯片的第二输入端通过模拟信号调理电路与扭矩传感器电性连接，用于获取扭矩传感器检测的电机的输出扭矩。
DSP双核芯片的第三输入端通过编码器接口电路与旋转磁编码器电性连接，用于获取旋转磁编码器检测的电机的速度和转动角度。优选地，旋转磁编码器包括多圈绝对值编码器和增量式编码器。其中，多圈绝对值编码器用于检测电机的速度，增量式编码器用于检测电机的转动角度。
DSP双核芯片通过模拟信号调理电路与扭矩传感器连接，用于获取电机的输出扭矩。
优选地，控制系统包括电磁式制动器。电磁式制动器一端与电机驱动器电性连接、一端与机器人伺服电机电性连接，用于在电机驱动器的作用下实现对机器人伺服电机的制动。
进一步地，电机驱动器包括电磁式制动器驱动电路。DSP双核芯片还设有第二输出端。其中，DSP双核芯片的第二输出端通过电磁式制动器驱动电路与电磁式制动器电性连接，用于将生成的第二驱动指令发送给电磁式制动器，实现对机器人伺服电机的制动。
优选地，控制系统包括移动终端设备。机器人的运动控制器与移动终端设备无线连接，用于获取移动终端设备下发的信号指令。本实施例通过将人机界面置于移动终端设备中，用户可通过人机界面向运动控制器下发信号指令，进而通过电机驱动器实现对机器人的运动控制。另外，传统的协作机器人都带有示教器，示教器与控制器通过有线连接，对于使用场景来说，有线连接很不方便用户的使用。示教器也是传统的工控人机界面，非常笨重。而本发明通过将示教器的内容放置于移动终端设备上来实现，用户可方便携带移动终端设备，实现教程的学习。由于移动终端设备与控制装置为无线连接，因此，用户不会受到有线的连接线的限制，可以灵活使用移动终端设备。
由于，本发明中的运动控制器与移动终端设备采用无线连接，因此在移动终端设备对机器人控制时，不需要受线缆长度的限制，同时也便于用户操作的便利性和灵活性，解决了现有技术中人机界面与控制器之间的有线连接而导致用户使用不便的问题。
进一步地，如图3-6所示，DSP双核芯片采用芯片U12实现。其中，芯片U12的型号为TMS320F28375DPZP。本实施例中的芯片U12包括图3-图6中的U12A、U12B、U12C以及U12D，以下芯片均类似表示。
优选地，如图7-10所示，EtherCAT通讯接口包括芯片U1、第一网络变压器、第二网络变压器、第二接插件J2和第三接插件J3。其中，芯片U1包括U1A和U1B。
其中，芯片U1的端口19、端口50、端口13、端口17分别与芯片U12的端口54、端口56、端口53、端口52对应连接。
芯片U1的端口52通过电阻R4与第一网络变压器的端口1电性连接，芯片U1的端口53通过电阻R1与第一网络变压器的端口2电性连接，芯片U1的端口54通过电阻R9与第一网络变压器的端口5电性连接，芯片U1的端口55通过电阻R7与第一网络变压器的端口6电性连接。第一网络变压器的端口12、端口11、端口8、端口7通过第二接插件J2与运动控制器电性连接。
芯片U1的端口63通过电阻R17与第二网络变压器的端口1电性连接，芯片U1的端口62通过电阻R15与第二网络变压器的端口2电性连接，芯片U1的端口61通过电阻R22与第二网络变压器的端口5电性连接，芯片U1的端口60通过电阻R20与第二网络变压器的端口5电性连接。第二网络变压器的端口12、端口11、端口8、端口7通过第三接插件J3与运动控制器电性连接。
优选地，所述三相全桥及其驱动电路包括MOS管驱动电路、三相全桥电路和电流传感器。MOS管驱动电路通过三相全桥与电流传感器电性连接，电流传感器与机器人伺服电机电性连接。具体如图11-14所示，三相全桥及其驱动电路包括第二MOS管驱动芯片U5、第三MOS管驱动芯片U9、第四MOS管驱动芯片U11、第一三相全桥、第二三相全桥、第三三相全桥、第一霍尔传感器芯片U6、第二霍尔传感器芯片U10和第八接插件J8。
芯片U12的端口3与第二MOS管驱动芯片U5的端口1电性连接，芯片U12的端口4与第二MOS管驱动芯片U5的端口2电性连接。
第二MOS管驱动芯片U5的端口7通过电阻R23与第一三相全桥的三极管上管Q2的基极电性连接，端口4通过电阻R25与第一三相全桥的三极管下管Q3的基极电性连接。
第一三相全桥与第一霍尔传感器芯片U6电性连接。
芯片U12的端口5与第三MOS管驱动芯片U9的端口1电性连接，芯片U12的端口6与第三MOS管驱动芯片U9的端口2电性连接。
第三MOS管驱动芯片U9的端口7通过电阻R35与第二三相全桥的三极管上管Q4的基极电性连接，端口4通过电阻R37与第二三相全桥的三极管下管Q5的基极电性连接。
芯片U12的端口7与第四MOS管驱动芯片U11的端口1电性连接，芯片U12的端口8与第四MOS管驱动芯片U11的端口2电性连接。
第四MOS管驱动芯片U11的端口7通过电阻R42与第三三相全桥的三极管上管Q6的基极电性连接，端口4通过电阻R44与第三三相全桥的三极管下管Q7的基极电性连接。
第一霍尔传感器芯片U6的端口6、第二霍尔传感器芯片U10的端口6、第三MOS管驱动芯片U11的端口6通过第八接插件J8与机器人伺服电机电性连接。
其中，第二MOS管驱动芯片、第三MOS管驱动芯片、第四MOS管驱动芯片的型号均为IR2181。
第一霍尔传感器芯片U6、第二霍尔传感器芯片U10的型号均为ACS711。
三极管Q1、第一三相全桥的三极管上管Q2和三极管下管Q3、第二三相全桥的三极管上管Q4和三极管下管Q5、第三三相全桥的三极管上管Q6和三极管下管Q7的型号均为014N06NT。
芯片U1的型号为LAN9252。
第一网络变压器、第二网络变压器的型号均为HC-027。
优选地，如图15所示，模拟信号调理电路包括第十接插件J10、差分放大电路、比例放大电路和减法比例电路。
扭矩传感器通过第十接插件J10与差分放大电路电性连接，差分放大电路通过比例放大电路与减法比例电路电性连接。DSP双核芯片通过DSP模拟信号口(芯片U12的端口24)与减法比例电路电性连接。
优选地，如图16-18所示，编码器接口电路包括电平转换电路、第五接插件J5和第十四接插件J14。
多圈绝对值编码器通过第五接插件J5向电平转换电路提供ABZ信号，增量式编码器通过第十四接插件J14向电平转换电路提供SPI信号，DSP双核芯片通过DSP捕获口、DSP-SPI接口与电平转换电路电性连接。
其中，电平转换电路包括芯片U26及驱动电路。
第五接插件J5的端口5接电源、端口4接地、端口3与芯片U26的端口17电性连接、端口2与芯片U26的端口16电性连接、端口1与芯片U26的端口15电性连接。
第十四接插件J14的端口5接电源、端口4接地、端口3与芯片U26的端口14电性连接、端口2与芯片U26的端口13电性连接、端口1与芯片U26的端口12电性连接。
芯片U26的端口7与芯片U12的端口75电性连接，端口8与芯片U12的端口76电性连接，端口9与芯片U12的端口77电性连接。
端口4与芯片U12的端口14电性连接，端口5与芯片U12的端口13电性连接，端口6与芯片U12的端口12电性连接。
芯片U26的型号为TXS010SE。
优选地，如图19所示，电磁式制动器驱动电路包括第一MOS管驱动芯片U2和第一接插件。
DSP双核芯片的端口9与第一MOS管驱动芯片U2的端口2电性连接，第二MOS管驱动芯片U2的端口4通过电阻R5与三极管Q1的基极电性连接，三极管Q1的发射极与第一接插件J1连接、三极管Q1的集电极接地。第一接插件J1与电磁式制动器电性连接。
第一MOS管驱动芯片U2的型号为IR2181。三极管Q1的型号为014N06NT。
实施例二
基于实施例一，本发明还提供了一种智能协作机器人控制方法，如图20所示，其应用于实施例一中的电机驱动器，所述控制方法包括：
步骤S1、机器人上电启动，通过电机驱动器获取运动控制器下发的指令信号；
步骤S2、通过电机驱动器实时获取机器人伺服电机的速度、转动角度和的输出扭矩；
步骤S3、通过电机驱动器根据指令信号，电机的速度、转动角度以及输出扭矩生成第一驱动信号，并将第一驱动信号发送给机器人伺服电机，进而驱动机器人伺服电机的工作，实现机器人的运动控制；所述电机驱动器采用DSP双核芯片实现。
步骤S4、通过电机驱动器生成第二驱动信号，并将第二驱动信号发送给电磁式制动器，进而驱动电磁式制动器的工作状态，实现电磁式制动器对机器人伺服电机的制动。
其中，所述信号指令由移动终端设备发送至运动控制器；所述移动终端与运行控制器无线连接。
实施例三
本发明提供了一种智能协作机器人控制装置。如图21所示，本发明一实施例提供的智能协作机器人控制装置的内部结构示意图。
在本实施例中，智能协作机器人控制装置可以是PC(Personal Computer，个人电脑)，也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等终端设备。该智能协作机器人控制装置至少包括：处理器12、通信总线13、网络接口14以及存储器11。
其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是智能协作机器人控制装置的内部存储单元，例如该智能协作机器人控制装置的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是智能协作机器人控制装置的外部存储设备，例如智能协作机器人控制装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器11还可以既包括智能协作机器人控制装置的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于智能协作机器人控制装置的应用软件及各类数据，例如机器人控制程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行机器人控制程序等。
通信总线13用于实现这些组件之间的连接通信。
网络接口14可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通常用于在该智能协作机器人控制装置与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该智能协作机器人控制装置还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在智能协作机器人控制装置中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图21仅示出了具有组件11-14以及机器人控制程序的智能协作机器人控制装置，本领域技术人员可以理解的是，图21示出的结构并不构成对智能协作机器人控制装置的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
在图21所示的智能协作机器人控制装置实施例中，存储器11中存储有机器人控制程序；处理器12执行存储器11中存储的机器人控制程序时实现如下步骤：
步骤S1、机器人上电启动，通过电机驱动器获取运动控制器下发的指令信号；
步骤S2、通过电机驱动器实时获取机器人伺服电机的速度、转动角度和的输出扭矩；
步骤S3、通过电机驱动器根据指令信号，电机的速度、转动角度以及输出扭矩生成第一驱动信号，并将第一驱动信号发送给机器人伺服电机，进而驱动机器人伺服电机的工作，实现机器人的运动控制；所述电机驱动器采用DSP双核芯片实现。
步骤S4、通过电机驱动器生成第二驱动信号，并将第二驱动信号发送给电磁式制动器，进而驱动电磁式制动器的工作状态，实现电磁式制动器对机器人伺服电机的制动。
实施例四
一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有机器人控制程序，所述机器人控制程序为计算机程序，其特征在于：所述机器人控制程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤S1、机器人上电启动，通过电机驱动器获取运动控制器下发的指令信号；
步骤S2、通过电机驱动器实时获取机器人伺服电机的速度、转动角度和的输出扭矩；
步骤S3、通过电机驱动器根据指令信号，电机的速度、转动角度以及输出扭矩生成第一驱动信号，并将第一驱动信号发送给机器人伺服电机，进而驱动机器人伺服电机的工作，实现机器人的运动控制；所述电机驱动器采用DSP双核芯片实现。
步骤S4、通过电机驱动器生成第二驱动信号，并将第二驱动信号发送给电磁式制动器，进而驱动电磁式制动器的工作状态，实现电磁式制动器对机器人伺服电机的制动。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电机驱动器、运动控制器、机器人伺服电机、扭矩传感器和旋转磁编码器；其中，所述电机驱动器包括DSP双核芯片，所述DSP双核芯片包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端；所述DSP双核芯片的第一输入端与运动控制器电性连接，用于接收运动控制器发送的指令信号；所述DSP双核芯片的第二输入端与扭矩传感器电性连接，用于获取扭矩传感器检测的机器人伺服电机的输出扭矩；所述DSP双核芯片的第三输入端与旋转磁编码器电性连接，用于获取旋转磁编码器检测的机器人伺服电机的速度和转动角度；所述DSP双核芯片的第一输出端与机器人伺服电机电性连接，用于控制机器人伺服电机的工作状态，进而控制机器人的运动轨迹；
所述DSP双核芯片，还用于根据指令信号、电机的输出扭矩以及电机的速度与转动角度生成第一驱动信号，发送给机器人伺服电机，驱动机器人伺服电机的工作状态。
2.根据权利要求1所述一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述电机驱动器包括EtherCAT通讯接口，所述DSP双核芯片的第一输入端通过EtherCAT通讯接口与运动控制器电性连接；
和/或，所述电机驱动器包括三相全桥及其驱动电路；所述DSP双核芯片的第一输出端通过三相全桥及其驱动电路与机器人伺服电机电性连接；
和/或，所述电机驱动器包括模拟信号调理电路；所述DSP双核芯片的第二输入端通过模拟信号调理电路与扭矩传感器电性连接；
和/或，所述电机驱动器包括编码器接口电路，所述DSP双核芯片的第三输入端通过编码器接口电路与旋转磁编码器电性连接。
3.根据权利要求2所述一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述模拟信号调理电路包括第十接插件、差分放大电路、比例放大电路和减法比例电路；所述扭矩传感器通过第十接插件与差分放大电路电性连接，差分放大电路通过比例放大电路与减法比例电路电性连接；所述DSP双核芯片通过DSP模拟信号口语减法比例电路电性连接。
4.根据权利要求2所述一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述旋转磁编码器包括多圈绝对值编码器和增量式编码器；其中，多圈绝对值编码器与电机连接，用于检测电机的速度；增量式编码器与电机连接，用于检测电机的转动角度；所述编码器接口电路包括电平转换电路、第五接插件和第十四接插件；所述多圈绝对值编码器通过第五接插件向电平转换电路提供ABZ信号；增量式编码器通过第十四接插件向电平转换电路提供SPI信号；所述DSP双核芯片通过DSP捕获口、DSP-SPI接口与电平转换电路电性连接。
5.根据权利要求1所述一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括电磁式制动器；所述DSP双核芯片还设有第二输出端；所述DSP双核芯片的第二输出端与电磁式制动器电性连接，用于生成第二驱动信号并发送给电磁式制动器驱动电磁式驱动器的工作；所述电磁式制动器与机器人伺服电机电性连接，用于制动机器人伺服电机。
6.根据权利要求5所述一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述电机驱动器包括电磁式制动器驱动电路，所述DSP双核芯片的第二输出端通过电磁式制动器驱动电路与电磁式制动器电性连接。
7.根据权利要求1所述一种智能协作机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统包括移动终端设备；所述运动控制器与移动终端设备无线连接，用于将移动终端设备下发的指令信号发送给电机驱动器。
8.一种智能协作机器人控制方法，应用于如权利要求1所述的一种智能协作机器人控制系统；其特征在于，所述控制方法包括：
获取指令步骤：机器人上电启动，通过电机驱动器获取运动控制器下发的指令信号；
获取数据步骤：通过电机驱动器实时获取机器人伺服电机的速度、转动角度和的输出扭矩；
电机指令生成步骤：通过电机驱动器根据指令信号，电机的速度、转动角度以及输出扭矩生成第一驱动信号，并将第一驱动信号发送给机器人伺服电机，进而驱动机器人伺服电机的工作，实现机器人的运动控制；所述电机驱动器采用DSP双核芯片实现。
9.根据权利要求8所述的一种智能协作机器人控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：制动器指令生成步骤：通过电机驱动器生成第二驱动信号，并将第二驱动信号发送给电磁式制动器，进而驱动电磁式制动器的工作状态，实现电磁式制动器对机器人伺服电机的制动。
10.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有机器人控制程序，所述机器人控制程序为计算机程序，其特征在于：所述机器人控制程序被处理器执行时实现如权利要求8-9中任一项所述的一种智能协作机器人控制方法的步骤。
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