CN201654531U - 基于工控机的机器人伺服控制系统 - Google Patents
基于工控机的机器人伺服控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201654531U CN201654531U CN2009202968577U CN200920296857U CN201654531U CN 201654531 U CN201654531 U CN 201654531U CN 2009202968577 U CN2009202968577 U CN 2009202968577U CN 200920296857 U CN200920296857 U CN 200920296857U CN 201654531 U CN201654531 U CN 201654531U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- industrial computer
- control
- action
- control system
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Abstract
本实用新型涉及一种基于工控机的机器人伺服控制系统，包括：工控机，用于根据运行脚本的要求，将机器人的每个动作部位的脚本曲线的位置与实际位置进行比较分析，发出相应的多路动作控制信号；分别与工控机相连的多路伺服装置，其中每一路都控制机器人的一个动作部位，并根据对应的一路动作控制信号驱动机器人的对应动作部位执行相应动作；多个位移传感器，其中每一个都邻近机器人的一个动作部位设置并连接到工控机，用于检测对应的动作部位实际位置，并发送给工控机。本实用新型通过使用高性能的工控机作为数据运算处理器，以及油缸伺服装置来控制机器人，系统控制精度高、响应速度快、信号处理灵活，可以完成点位控制和连续轨迹控制功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人自动控制领域，更具体地说，涉及一种基于工控机的机器人伺服控制系统。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，人们也越来越关注机器人的发展和应用。机器人具有广泛的应用前景，如使用工业机器人来完成特殊的生产任务，或者进行机器人表演等。
目前传统的机器人大多使用伺服电机或步进电机等电气控制单元来控制其执行相应的动作。然而，这种控制装置输出力矩小、安装难度大且输出通道有限，不能满足大型机器人精确控制的要求。因此，如何实现对机器人动作的精确控制是机器人的发展应用中尚待解决的重要问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有机器人伺服控制系统的上述精确度低的缺陷，提供一种基于工控机的机器人伺服控制系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于工控机的机器人伺服控制系统，其采用工控机来控制多路伺服装置运行，从而控制机器人的多个动作部位执行相应动作，同时通过多个位移传感器对动作部位的实际位置进行实时检测，并反馈给工控机进行处理。
本实用新型提供了一种基于工控机的机器人伺服控制系统，包括：
工控机，用于根据运行脚本的要求，将机器人的每个动作部位的脚本曲线的位置与实际位置进行比较分析，发出相应的多路动作控制信号；
分别与工控机相连的多路伺服装置，所述多路伺服装置中的每一路都控制机器人的一个动作部位，并根据对应的一路动作控制信号驱动机器人的对应动作部位执行相应动作；
多个位移传感器，所述多个位移传感器中的每一个都邻近机器人的一个动作部位设置并连接到工控机，用于检测对应的动作部位实际位置，并发送给工控机。
在本实用新型所述的机器人伺服控制系统中，所述工控机将每个动作部位的脚本曲线的位置与实际位置进行PID运算后输出相应的多路动作控制信号。
在本实用新型所述的机器人伺服控制系统中，所述工控机还设有模拟量输出卡，用于将工控机输出的数字的多路动作信号转换为模拟的电压值，以供多路伺服装置使用。
在本实用新型所述的机器人伺服控制系统中，所述工控机还设有模拟量输入卡，用于将位移传感器输入的动作部位实际位置转换为数字信号，以供工控机使用。
在本实用新型所述的机器人伺服控制系统中，所述多路伺服装置中的每一个都包括：伺服放大器、伺服比例阀、液压源和油缸；其中，所述伺服放大器一端与工控机相连，用于接收所述动作控制信号的模拟的电压值；所述伺服放大器另一端与伺服比例阀相连，用于根据所述动作控制信号控制伺服比例阀的开口度；所述伺服比例阀设于所述油缸和液压源之间，通过开口度控制从液压源流入油缸的液压油的流量，从而控制油缸运行的速度。
在本实用新型所述的机器人伺服控制系统中，所述伺服放大器实时检测流过所述伺服比例阀的液压油的流量，从而修正伺服比例阀的开口度。
在本实用新型所述的机器人伺服控制系统中，所述位移传感器为安装在所述油缸上的反应油缸运行位置的直线位移传感器。
实施本实用新型的基于工控机的机器人伺服控制系统，具有以下有益效果：本实用新型通过使用高性能的工控机作为数据运算处理器，其响应速度满足机器人多关节同时动作的要求；同时使用伺服比例阀控制油缸运行，能自动调节伺服比例阀开口度来调节液压油的流量，使运行曲线响应速度更快。本实用新型的基于工控机的机器人伺服控制系统控制精度高、输出功率大、响应速度快、信号处理灵活、结构紧凑、功率质量比大，可以完成点位控制和连续轨迹控制功能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型基于工控机的机器人伺服控制系统一较佳实施例的结构示意图；
图2是本实用新型基于工控机的机器人伺服控制系统中伺服装置一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
请参阅图1，为本实用新型基于工控机的机器人伺服控制系统一较佳实施例的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供了一种基于工控机的机器人伺服控制系统，用于控制机器人上多个需要执行相应动作的动作部位，如关节等部位。为了便于描述设动作部位的个数为N。则该机器人伺服控制系统至少包括工控机10、多路(在本实施例中为N路)伺服装置20-1至20-N以及多个(在本实施例中也为N个)位移传感器30-1至30-N。位移传感器与伺服装置的个数相等，且一一对应。
其中，工控机10用于根据运行脚本的要求，将机器人的每个动作部位40-1至40-N的脚本曲线的位置与实际位置进行比较分析，发出相应的多路动作控制信号。所述工控机10可以对每个动作部位40-1至40-N的脚本曲线的位置和实际位置进行PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)运算后输出相应的多路动作控制信号。
多路伺服装置20-1至20-N在此为N路伺服装置，每一个伺服装置都分别与工控机10相连，所述多路伺服装置20-1至20-N中的每一路都控制机器人的一个动作部位，并根据对应的一路动作控制信号驱动机器人的对应动作部位执行相应动作；
所述多个位移传感器30-1至30-N中的每一个都邻近机器人的一个动作部位设置并连接到工控机10相连，用于检测对应的动作部位实际位置，并发送给工控机10。
由于工控机10处理的都是数字信号，而伺服装置的驱动信号需要为模拟量，因此在工控机处还设有模拟量输出卡11，实现D/A转换。该模拟量输出卡11用于将工控机10输出的数字的多路动作信号转换为模拟的电压值，以供多路伺服装置20-1至20-N使用。同样，由于位移传感器30-1至30-N输出的动作部位实际位置的值也是模拟量，因此需要在输入工控机10之前使用模拟量输入卡12，实现A/D转换，将位移传感器30-1至30-N输入的动作部位实际位置转换为数字信号，以供工控机10使用。在这里使用的模拟量输出卡11和模拟量输入卡12皆为多通道的模拟量输入输出卡，最多可以同时控制32路通道，以便于传送多路动作控制信号。
为实现机器人按照工控机10的要求，给定在时间轴上的运行曲线完成一些复杂的动作，需要闭环控制回路来完成。本实用新型提供的上述机器人伺服控制系统的各个部件之间的连接就组成了一个位置环。其工作过程如下：
首先，由工控机10在时间轴方向根据运行曲线将经运算后的数据，即多路动作控制信号，通过模拟量输出卡11转换为控制电压。模拟量输出卡11输出了多路控制电压分别控制多路伺服装置，如第1个伺服装置20-1至第N个伺服装置20-N。此时，第1个伺服装置20-1驱动第1个动作部位40-1执行相应动作。其它伺服装置也相应控制与之相连的动作部位执行相应动作。
随后，位移传感器检测与之对应的动作部位实际位置，如第1个位移传感器30-1检测第1个动作部位40-1的实际位置，并将其通过模拟量输入卡12转换为数字信号供工控机10处理。
随后，工控机10根据运行脚本的要求，将机器人的每个动作部位40-1至40-N的脚本曲线的位置与实际位置进行比较分析，可以经过PID运算，目的是控制动作部位在时间轴方向与其脚本曲线完全重合。
由此，上述过程就形成了一个检测反馈并调整控制的闭环系统，从而做到整体动作协调的目的。
请参阅图2，为本实用新型基于工控机的机器人伺服控制系统中伺服装置一较佳实施例的结构示意图。如图2所示为多路伺服装置20-1至20-N中的一个典型伺服装置20的结构。
在本实施例中，该伺服装置20采用油缸来驱动机器人的动作部位。该伺服装置20包括：伺服放大器21、伺服比例阀22、液压源23和油缸24组成。其中，所述伺服放大器21一端与工控机10相连，用于接收所述动作控制信号的模拟的电压值。在此，工控机10通过模拟量输出卡11将信号发送给伺服放大器21。所述伺服放大器21另一端与伺服比例阀22相连，用于根据所述动作控制信号控制伺服比例阀22的开口度。所述伺服比例阀22设于所述液压源23和油缸24之间，通过开口度控制从液压源23流入油缸24的液压油的流量，从而控制油缸24的运行速度。因此，整个伺服装置20便可以根据工控机10发出的动作控制信号，调整油缸24的运行速度，从而控制对应的机器人动作部位40。
此外，所述伺服放大器21还能实时检测流过所述伺服比例阀22的液压油的流量，从而修正伺服比例阀22的开口度。由此，伺服放大器21和伺服比例阀22就构成了一个速度闭环控制回路，能够实时调整油缸24的运行速度与工控机10发出的动作控制信号一致，以达到精确控制的目的。
在本实施例中，所述位移传感器30为安装在所述油缸24上的反应油缸24运行位置的直线位移传感器，其通过检测油缸24的运行位置的直线位移来确认对应的动作部位实际位置，从而通过模拟量输入卡12反馈给工控机10，实现动作部位在时间轴方向与动作部位的脚本曲线完全重合。
本实用新型通过使用高性能的工控机作为数据运算处理器，其响应速度满足机器人多关节同时动作的要求；同时使用伺服比例阀控制油缸运行，能自动调节伺服比例阀开口度来调节液压油的流量，使运行曲线响应速度更快。本实用新型的基于工控机的机器人伺服控制系统控制精度高、输出功率大、响应速度快、信号处理灵活、结构紧凑、功率质量比大，可以完成点位控制和连续轨迹控制功能。
本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合或材料，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (5)
1.一种基于工控机的机器人伺服控制系统，其特征在于，包括：
用于发出多路动作控制信号的工控机(10)；
分别与工控机(10)相连的多路伺服装置(20-1至20-N)，所述多路伺服装置(20-1至20-N)中的每一路都控制机器人的一个动作部位(40-1至40-N)，并根据对应的一路动作控制信号驱动机器人的对应动作部位(40-1至40-N)执行相应动作；
用于检测对应的动作部位实际位置并发送给工控机(10)的多个位移传感器(30-1至30-N)，所述多个位移传感器(30-1至30-N)中的每一个都邻近机器人的一个动作部位(40-1至40-N)设置并连接到工控机(10)。
2.根据权利要求1所述的机器人伺服控制系统，其特征在于，所述工控机(10)还设有用于将工控机输出的数字的多路动作信号转换为模拟的电压值以供多路伺服装置(20-1至20-N)使用的模拟量输出卡(11)。
3.根据权利要求2所述的机器人伺服控制系统，其特征在于，所述工控机(10)还设有用于将位移传感器(30-1至30-N)输入的动作部位实际位置转换为数字信号，以供工控机(10)使用的模拟量输入卡(12)。
4.根据权利要求3所述的机器人伺服控制系统，其特征在于，所述多路伺服装置(20-1至20-N)中的每一个都包括：伺服放大器(21)、伺服比例阀(22)、液压源(23)和油缸(24)；其中，所述伺服放大器(21)一端与工控机(10)相连以接收所述动作控制信号的模拟的电压值；所述伺服放大器(21)另一端与伺服比例阀(22)相连以根据所述动作控制信号控制伺服比例阀(22)的开口度；所述伺服比例阀(22)设于所述油缸(24)和液压源(23)之间，通过开口度控制从液压源(23)流入油缸(24)的液压油的流量来控制油缸(24)运行的速度驱动机器人的对应动作部位。
5.根据权利要求4所述的机器人伺服控制系统，其特征在于，所述位移传感器(30-1至30-N)为安装在所述油缸(24)上的反应油缸运行位置的直线位移传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009202968577U CN201654531U (zh) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 基于工控机的机器人伺服控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009202968577U CN201654531U (zh) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 基于工控机的机器人伺服控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201654531U true CN201654531U (zh) | 2010-11-24 |
Family
ID=43119775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009202968577U Expired - Lifetime CN201654531U (zh) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 基于工控机的机器人伺服控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201654531U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104054023A (zh) * | 2011-11-16 | 2014-09-17 | 欧特法斯公司 | 用于与机器人控制的物体映射的3d投影的系统和方法 |
| CN107577168A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-01-12 | 国机智能技术研究院有限公司 | 一种机器人控制系统及方法 |
| CN111024379A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 福建工程学院 | 一种线性作动器动态性能观测检测系统 |
| CN117492407A (zh) * | 2024-01-02 | 2024-02-02 | 江苏博人文化科技有限公司 | 一种表演机器人模型控制系统 |
-
2009
- 2009-12-31 CN CN2009202968577U patent/CN201654531U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104054023A (zh) * | 2011-11-16 | 2014-09-17 | 欧特法斯公司 | 用于与机器人控制的物体映射的3d投影的系统和方法 |
| CN104054023B (zh) * | 2011-11-16 | 2017-11-17 | 欧特法斯公司 | 用于与机器人控制的物体映射的3d投影的系统和方法 |
| CN107577168A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-01-12 | 国机智能技术研究院有限公司 | 一种机器人控制系统及方法 |
| CN111024379A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 福建工程学院 | 一种线性作动器动态性能观测检测系统 |
| CN117492407A (zh) * | 2024-01-02 | 2024-02-02 | 江苏博人文化科技有限公司 | 一种表演机器人模型控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100509307C (zh) | 六维力传感器装配机械手姿态及力的控制方法 | |
| CN201654531U (zh) | 基于工控机的机器人伺服控制系统 | |
| CN102303315B (zh) | 气动驱动二自由度柔性机械臂装置和控制方法 | |
| CN101393463B (zh) | 柔性移动结构低频模态的振动测试及控制装置 | |
| CN101770240B (zh) | 智能阀门定位器的控制方法 | |
| CN101844349A (zh) | 一种冗余并联机器人系统 | |
| CN103192363A (zh) | 平面三自由度柔性铰链并联机器人控制装置及方法 | |
| CN102393632B (zh) | 气动驱动双摆动压电柔性梁装置和控制方法 | |
| CN103611861A (zh) | 伺服压力机无压力传感器控制装置及方法 | |
| CN103412492A (zh) | 多机电系统分布式智能同步控制装置及方法 | |
| CN106607901A (zh) | 一种3自由度气动串联机械手的关节控制器 | |
| CN203747692U (zh) | 微动力的精确调节控制系统 | |
| CN203856787U (zh) | 一种机器人移动关节驱动装置 | |
| CN101042149A (zh) | 用伺服电机控制的液压动力系统 | |
| CN205870546U (zh) | 一种无控制柜式工业机器人的控制系统 | |
| CN202886926U (zh) | 一种多伺服传动电镀线的控制系统 | |
| CN103203751B (zh) | 机械手控制系统及控制方法 | |
| CN104834321A (zh) | 高加速气悬浮系统的精确定位控制器及其控制方法 | |
| CN204759207U (zh) | 高加速气悬浮系统的精确定位控制器 | |
| CN201253853Y (zh) | 两自由度位置反馈型双向伺服手控器控制系统 | |
| CN203245875U (zh) | 平面三自由度柔性铰链并联机器人控制装置 | |
| CN210627653U (zh) | 一种智能伺服控制液压系统传动实训操作台 | |
| CN201229717Y (zh) | 光机电气一体化控制实训系统 | |
| CN102360177A (zh) | 电液线速度伺服系统 | |
| CN104692131A (zh) | 工业码垛机器人自动控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: The development of high-tech building a road in Shenzhen City Huaqiang Nanshan District science and technology of Guangdong province 518057 13 floor Patentee after: Huaqiang infante (Shenzhen) Intelligent Technology Co. Address before: 518031, 15 floor, Huaqiang hi tech development building, Nanshan District science and technology, Shenzhen, Guangdong Patentee before: Shenzhen Huaqiang Intelligent Technology Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20101124 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |