CN203600249U

CN203600249U - 一种工业机器人运动控制装置

Info

Publication number: CN203600249U
Application number: CN201320773982.9U
Authority: CN
Inventors: 刘亮; 戴曙光; 穆平安; 陶飞; 申佳星
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2023-11-28

Abstract

一种工业机器人运动控制装置，包括工业机器人、工业机器人控制柜、第一控制处理机和第二控制处理机，第一控制处理机通过网线与工业机器人控制柜相连，用于编写或修改工业机器人控制柜中存储的机器人控制程序并监视机器人控制程序的运行状态；第二控制处理机通过RS232串行接口与工业机器人控制柜相连并向工业机器人控制柜传输机器人运动控制指令；工业机器人控制柜还与工业机器人通信，根据工业机器人控制柜中存储的机器人控制程序和所接收的机器人运动控制指令，控制工业机器人的运动。本实用新型通过使用两个处理机对机器人控制柜分别进行相应的控制操作，实现对工业机器人操作运动的简捷、精确控制，能够提高工业生产速度和效率。

Description

一种工业机器人运动控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业机器人运动控制装置。

背景技术

工业机器人技术是一种以自动化技术和计算机技术为主体，有机融合多种现代信息技术的集成性应用技术。随着计算机、微电子、自动控制、网络等技术的不断发展，工业机器人技术也得到了长足进步。目前，国内外针对智能化机器人的应用研究已经发展了近半个世纪，在这段时间内，工业机器人应用由工业生产领域起步，逐渐发展到农业、医疗、国防和航空航天等诸多领域。这些应用的开发使得工业机器人逐渐代替人工作业，成为生产生活中不可或缺的重要生产力量。工业机器人技术涉及到精密机械、机构运动学、计算机科学、传感器技术、人工智能等多个学科。有效准确的工业机器人控制，将为在科研或工业应用当中的进一步准确操作提供更有利的保障。

目前，工业机器人控制方法主要有两种：一种是基于DSP等相关运动控制芯片自行开发的控制系统，但此控制系统整体性能取决于开发者水平。因而，控制系统的性能不稳定，控制效果参差不齐；另一种是生产厂商直接购买成熟公司控制系统，例如运动控制卡等。由于该种实现方法比较昂贵，会提高产品生产成本不利于工业机器人在国内大面积的推广。

实用新型内容

本实用新型旨在针对提高工业机器人的控制准确度提出的一种工业机器人运动控制装置，实现对机器人运动动作的简捷、精确控制。具体技术方案如下：

一种工业机器人运动控制装置，包括工业机器人、工业机器人控制柜、第一控制处理机和第二控制处理机，其中：

第一控制处理机通过网线与工业机器人控制柜相连，用于编写或修改工业机器人控制柜中存储的机器人控制程序并监视机器人控制程序的运行状态；

第二控制处理机通过RS232串行接口与工业机器人控制柜相连并向工业机器人控制柜传输机器人运动控制指令；

工业机器人控制柜还与工业机器人通信（亦可称为交互或相连），根据工业机器人控制柜中存储的机器人控制程序和所接收的机器人运动控制指令，控制工业机器人的运动，并将工业机器人的运行信息反馈给第二控制处理机。

优选的，工业机器人为多自由度多关节型机器臂。

优选的，第一控制处理机和第二控制处理机为台式计算机或者笔记本式计算机。

工业机器人控制柜向工业机器人传输如各轴转动角度、移动距离等运动设置参数。同时，工业机器人控制柜将工业机器人的运行反馈消息反馈至第二控制处理机。通过规定第二控制处理机上的软件例如LabVIEW程序与机器人两者之间的通信协议，可实现对工业机器人的路径选择、机器人运行速度控制、机器人目标点参数设置等运动控制。第一控制处理机主要用于编写修改工业机器人控制柜中机器人程序，以及监视工业机器人程序的运行状态。

本实用新型通过使用两个处理机对机器人控制柜分别进行相应的控制操作，实现对工业机器人操作运动的简捷、精确控制，而且操作过程简单，能够提高工业生产速度和效率。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的装置结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例中第一控制机与工业机器人控制柜通信数据帧的格式；

图3是本实用新型工业机器人控制程序流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图通过本实施例对实用新型的结构和工作原理做进一步说明。

如图1所示，包括工业机器人4、工业机器人控制柜3、第一控制处理机1和第二控制处理机2，其中：

第一控制处理机1通过网线与工业机器人控制柜3相连，用于编写或修改工业机器人控制柜3中存储的机器人控制程序并监视机器人控制程序的运行状态；

第二控制处理机2通过RS232串行接口与工业机器人控制柜3相连并向工业机器人控制柜3传输机器人运动控制指令；

工业机器人控制柜3还与工业机器人4通信（亦称之为交互），根据工业机器人控制柜3中存储的机器人控制程序和所接收的机器人运动控制指令，控制工业机器人4的运动，并将工业机器人1的运行信息反馈给第二控制处理机2。

工业机器人1可以为例如多自由度多关节型机器臂。第一控制处理机1和第二控制处理机2可以为例如台式计算机或者笔记本式计算机。

第二控制处理机2采用RS232串行接口与工业机器人控制柜3相连，传输工业机器人4的路径选择、机器人运行速度控制、机器人目标点参数设置等运动控制指令，存储在第二控制处理机2上的软件在使用者选择执行指令和输入执行参数后，将按照图2所显示的数据帧格式将使用者的指令和参数打包，通过串行接口发送至工业机器人4。第一控制处理机1通过网线与工业机器人控制柜3相连，主要用于编写和修改工业机器人控制柜3中机器人程序，以及监视机器人程序的运行状态。

在本实用新型中，存储在第二控制处理机2上的软件不受限制，例如可以是LabVIEW软件。这种软件是由美国国家仪器公司（National Instruments：NI）提供的一款图形化程序开发环境，结合虚拟仪器技术可以快速开发测试程序，对工业机器人进行运动控制。这一平台具备良好的工业检测设备接口和涵盖视觉，运动控制，嵌入式开发，总线通讯等强大的功能模块，广泛应用于工业测控领域，实现对工业机器人的简捷、精确控制。

如图2所示，每一个经过串行接口收发的数据帧都包含起始位、功能位、数据位和结束位。起始位为1位字符，它标志着一个数据帧的开始，工业机器人控制柜3在读取到该位数据后，即判断为新的一帧数据的开始；功能位为2位或3位字符位，不同的功能位数据即代表着该帧所传达的指令功能，包括工业机器人4的路径选择、工业机器人4的运行速度控制、工业机器人4的目标点参数设置等；在通过功能位判定该帧的指令功能后，工业机器人控制柜3读取数据位中的数据，工业机器人控制柜3通过功能位和数据位相结合，分析得到工业机器人4各个部件执行参数，工业机器人4根据参数数据执行运动；结束位为1位字符，它标志着当前帧数据的结束。

图3为工业机器人控制柜3中工业机器人控制程序流程图，工业机器人控制柜3在系统启动后，首先对工业机器人4的位置、串行接口配置等参数进行初始化，初始化结束后，工业机器人控制柜3开始监听串行接口，等待第一控制处理机1上的软件或程序发送指令，一旦工业机器人控制柜3串行接口接收到数据，机器人程序首先判断指令是否为程序终止执行指令，若为是，则工业机器人控制柜3终止监听串行接口，结束机器人程序运行，若为否，则即需要根据功能位来判断相应指令功能，并结合数据位数据，分析得到工业机器人4各个部件执行参数，工业机器人4根据参数数据执行运动；若接收数据为无效数据，则工业机器人控制柜3不作处理。

Claims

1.一种工业机器人运动控制装置，其特征在于，包括工业机器人、工业机器人控制柜、第一控制处理机和第二控制处理机，其中：

工业机器人控制柜还与工业机器人通信，根据工业机器人控制柜中存储的机器人控制程序和所接收的机器人运动控制指令，控制工业机器人的运动，并将工业机器人的运行信息反馈给第二控制处理机。

2.如权利要求1所述的工业机器人运动控制装置，其特征在于，工业机器人为多自由度多关节型机器臂。

3.如权利要求1所述的工业机器人运动控制装置，其特征在于，第一控制处理机和第二控制处理机为台式计算机或者笔记本式计算机。