CN204843219U - 焊接机器人的通讯系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种焊接机器人的通讯系统，该通讯系统包括一处理器、一第一通信电路以及一第二通信电路，该焊接机器人通过该第一通信电路与该处理器电连接，电焊机通过该第二通信电路与该处理器电连接，该第一通信电路通过第一光耦隔离电路与该处理器电连接，该第二通信电路通过第二光耦隔离电路与该处理器电连接。本实用新型的通讯系统通过增加光耦隔离电路和隔离电源模块使得焊接机器人与电焊机之间的通讯更加稳定，焊接机器人能够准确地控制电焊机，增强了抗干扰能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接机器人领域，特别涉及一种焊接机器人的通讯系统。
背景技术
焊接机器人通过与电焊机通讯控制电焊机输出电流与输出电压，电焊机将实际的焊接电流、焊接电压以及焊接状态反馈给焊接机器人。目前，国际上很多厂商生产的焊接机器人都采用Devicenet的通讯方式和外围设备进行通讯。Devicenet是一种基于CAN(控制器局域网络)技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络。焊接机器人与电焊机相连接，而电焊机工作时的焊接电流较大，是一个强烈的干扰源，同时焊接车间的行车及其他用电设备也存在强烈的干扰。传统的非隔离的Devicenet通讯容易出现通讯数据错误或通讯数据丢失等现象。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的Devicenet通讯容易出现错误、抗干扰性低的缺陷，提供一种抗干扰能力强、通讯稳定的焊接机器人的通讯系统。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种焊接机器人的通讯系统，其特点在于，该通讯系统包括一处理器、一第一通信电路以及一第二通信电路，该焊接机器人通过该第一通信电路与该处理器电连接，电焊机通过该第二通信电路与该处理器电连接，该第一通信电路通过第一光耦隔离电路与该处理器电连接，该第二通信电路通过第二光耦隔离电路与该处理器电连接。
本方案中，焊接机器人通过第一通信电路与处理器通讯，电焊机通过第二通信电路与处理器通讯，从而实现焊接机器人控制电焊机进行焊接工作。第一通信电路和第二通信电路均通过光耦隔离电路与处理器电连接，使得焊接机器人与处理器之间的通讯以及电焊机与处理器之间的通讯稳定，不受外部干扰源的影响。
较佳地，该通讯系统还包括一电源电路，该电源电路用于分别通过隔离电源模块向该处理器、该第一通信电路和该第二通信电路供电。电源电路通过隔离电源模块进行供电，使得处理器、第一通信电路和第二通信电路的供电电压稳定，从而使得处理器与焊接机器人和电焊机之间的通讯更加稳定。
较佳地，该第一通信电路为CAN通信电路，该CAN通信电路包括一CAN通信芯片，该第一光耦隔离电路包括两个高速光耦，其中一个高速光耦的输入端与该处理器的CAN发送引脚电连接，输出端与该CAN通信芯片的发送引脚电连接，另一个高速光耦的输出端与该处理器的CAN接收引脚电连接，输入端与该CAN通信芯片的接收引脚电连接。
本方案中的处理器包括CAN发送引脚和CAN接收引脚，CAN发送引脚用于发送CAN信号，CAN接收引脚用于接收CAN信号。CAN通信芯片包括发送引脚和接收引脚，发送引脚用于输入信号，接收引脚用于输出信号。处理器内置Devicenet协议，通过CAN通信电路与焊接机器人之间进行Devicenet通信。第一光耦隔离电路使得处理器与焊接机器人之间的通讯信号隔离，提高了CAN通信的稳定度。
较佳地，该第二通信电路为RS485(一种串口通讯标准)通信电路，该RS485通信电路包括一RS485通信芯片，该第二光耦隔离电路包括三个高速光耦，其中一个高速光耦的输入端与该处理器的RS485发送引脚电连接，输出端与该RS485通信芯片的输入引脚电连接，一个高速光耦的输入端与该RS485通信芯片的输出引脚电连接，输出端与该处理器的RS485接收引脚电连接，另一个高速光耦的输入端与该处理器的一数字输出引脚电连接，输出端与该RS485通信芯片的使能引脚电连接。
本方案中的处理器包括RS485发送引脚、RS485接收引脚以及一数字输出引脚，RS485发送引脚用于发送RS485信号，RS485接收引脚用于接收RS485信号，数字输出引脚用于输出高电平或低电平。RS485通信芯片包括输出引脚、输入引脚以及使能引脚，使能引脚用于控制RS485通信芯片中通信信号的输出或输入。处理器通过RS485通信电路与电焊机之间进行通信，第二光耦隔离电路使得处理器与电焊机之间的通讯信号隔离，提高了RS485通信的稳定度。
较佳地，该第二光耦隔离电路包括若干个第一低速光耦和若干个第二低速光耦，每个第一低速光耦的输入端与该处理器的一数字输出引脚电连接，每个第一低速光耦的输出端与该电焊机电连接，每个第二低速光耦的输出端与该处理器的一数字输入引脚电连接，每个第二低速光耦的输入端与该电焊机电连接。
本方案中的处理器包括若干个数字输入引脚和若干个数字输出引脚，处理器通过数字输入引脚和数字输出引脚与电焊机之间进行串行通信，第二光耦隔离电路使得处理器与电焊机之间的通讯信号隔离，提高了通信的稳定度。
较佳地，该第二通信电路还包括一数模转换电路，该数模转换电路包括一数模转换器，该第二光耦隔离电路还包括若干个第三低速光耦，每个第三低速光耦的输入端与该处理器的一数字输出引脚电连接，每个第三低速光耦的输出端与该数模转换器的输入端电连接，该数模转换器的输出端与该电焊机电连接。
本方案中处理器输出的数字信号通过数模转换器转换为模拟信号，处理器通过数模转换电路与电焊机之间进行串行通信，第二光耦隔离电路使得处理器与电焊机之间的通讯信号隔离，提高了通信的稳定度。
较佳地，该处理器为NXP(恩智浦半导体)公司生产的LPC1752芯片。LPC1752芯片内置Devicenet协议、CAN通讯口以及RS485通讯口。
较佳地，该些高速光耦为AvagoTechnologies(安华高科技)公司生产的6N137芯片，该CAN通信芯片为NXP公司生产的PCA82C251芯片。
较佳地，该RS485通信芯片为Maxim(美信)公司生产的MAX485芯片。
较佳地，该些低速光耦为东芝公司生产的TLP121芯片。
本实用新型的积极进步效果在于：与现有技术相比，本实用新型的通讯系统通过增加光耦隔离电路使得焊接机器人能够准确地控制电焊机，增强了抗干扰能力。另外，本实用新型通过增加隔离电源模块使得通信电路的供电电压稳定，从而使得焊接机器人与电焊机之间的通讯更加稳定。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的焊接机器人的通讯系统中CAN通信电路的电路图。
图2为本实用新型实施例1的焊接机器人的通讯系统中RS485通信电路的电路图。
图3为本实用新型实施例1中处理器的供电电路的电路图。
图4为本实用新型实施例2中处理器的数字输入接口电路的电路图。
图5为本实用新型实施例2中处理器的数字输出接口电路的电路图。
图6为本实用新型实施例2中数模转换电路的电路图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例1
一种焊接机器人的通讯系统，包括内置Devicenet协议的处理器LPC1752、CAN通信电路、RS485通信电路以及电源电路。焊接机器人通过CAN通信电路与处理器电连接，电焊机通过RS485通信电路与处理器电连接。
CAN通信电路包括NXP公司生产的CAN通信芯片PCA82C51，如图1所示，处理器的CAN发送引脚与高速光耦X5的输入端电连接，高速光耦X5的输出端与CAN通信芯片的发送引脚电连接，CAN通信芯片的接收引脚与高速光耦X4的输入端电连接，高速光耦X4的输出端与处理器的CAN接收引脚电连接。24V的开关电源通过隔离电源模块T4输出5V电压向该CAN通信电路供电，使得焊接机器人与处理器之间的Devicenet通信更加稳定。其中，隔离电源模块T4的型号ZY2405IFS-2W。如图1所示，CAN通信电路中电阻、电容以及发光二极管的设计使得焊接机器人与处理器之间能够正常通讯。
RS485通信电路包括Maxim公司生产的RS485通信芯片MAX485，如图2所示，处理器的RS485发送引脚与高速光耦X1的输入端电连接，高速光耦X1的输出端与RS485通信芯片的输入引脚电连接，RS485通信芯片的输出引脚与高速光耦X3的输入端电连接，高速光耦X3的输出端与处理器的RS485接收引脚电连接，处理器的一数字输出引脚与高速光耦X2的输入端电连接，高速光耦X2的输出端与RS485通信芯片的使能引脚电连接。24V的开关电源通过隔离电源模块T3输出5V电压向该RS485通信电路供电，使得电焊机与处理器之间的RS485通信更加稳定。其中，隔离电源模块T3的型号ZY2405IFS-2W。如图2所示，RS485通信电路中电阻和电容的设计使得电焊机与处理器之间能够正常通讯。
处理器LPC1752的供电电路如图3所示，24V的开关电源通过隔离电源模块T1输出5V，并经过电压转换芯片U3得到3.3V的供电电压，经过电压转换芯片U4得到3.3V的参考电压。其中，隔离电源模块T1的型号ZY2405IFS-2W。如图3所示，供电电路中电阻、电容以及发光二极管的设计使得供电电路能够正常工作。
实施例2
本实施例提供一种焊接机器人的通讯系统，包括内置Devicenet协议的处理器LPC1752、CAN通信电路以及电源电路。其中，CAN通信电路和电源电路与实施例1完全相同。与实施例1中通讯系统的区别在于，本实施例焊接机器人的通讯系统不包括RS485通信电路。焊接机器人通过CAN通信电路与处理器电连接，电焊机通过数字输入输出电路与处理器电连接。
如图4所示，处理器LPC1752的数字输入引脚P2_0～P2_7分别与低速光耦U18～U25的输出端电连接。如图5所示，处理器LPC1752的数字输出引脚P1_15、P1_14、P1_10、P1_9、P1_8、P1_4、P1_1和P1_0分别与低速光耦U10～U17的输入端电连接。如图4和图5所示，电阻、电容以及发光二极管的设计使得处理器能够与电焊机正常通信。如图6所示，处理器LPC1752的数字输出引脚CS、LOAD、SCL2和SDA2分别与低速光耦U26～U29的输入端电连接，低速光耦U26～U29的输出端均与数模转换器U9电连接，24V的开关电源通过隔离电源模块T2输出12V，并经过电压转换芯片U6得到数模转换器U9的供电电压，运算放大器U30、电阻、电容以及三极管Q2～Q5的设计使得电路正常工作并输出想要的模拟信号。其中，低速光耦的型号均为TLP121，数模转换器U9的型号为DAC7612U，隔离电源模块T2的型号为ZY2412ES-2W。本实施例中，处理器数字输入引脚的信号包括引弧成功信号、焊枪到位信号、工件夹紧完成信号和工件焊接结束信号等，处理器数字输出引脚的信号包括送丝信号、送气信号、开始焊接信号和焊接开始报警信号等。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种焊接机器人的通讯系统，其特征在于，该通讯系统包括一处理器、一第一通信电路以及一第二通信电路，该焊接机器人通过该第一通信电路与该处理器电连接，电焊机通过该第二通信电路与该处理器电连接，该第一通信电路通过第一光耦隔离电路与该处理器电连接，该第二通信电路通过第二光耦隔离电路与该处理器电连接。
2.如权利要求1所述的通讯系统，其特征在于，该通讯系统还包括一电源电路，该电源电路用于分别通过隔离电源模块向该处理器、该第一通信电路和该第二通信电路供电。
3.如权利要求1所述的通讯系统，其特征在于，该第一通信电路为CAN通信电路，该CAN通信电路包括一CAN通信芯片，该第一光耦隔离电路包括两个高速光耦，其中一个高速光耦的输入端与该处理器的CAN发送引脚电连接，输出端与该CAN通信芯片的发送引脚电连接，另一个高速光耦的输出端与该处理器的CAN接收引脚电连接，输入端与该CAN通信芯片的接收引脚电连接。
4.如权利要求1所述的通讯系统，其特征在于，该第二通信电路为RS485通信电路，该RS485通信电路包括一RS485通信芯片，该第二光耦隔离电路包括三个高速光耦，其中一个高速光耦的输入端与该处理器的RS485发送引脚电连接，输出端与该RS485通信芯片的输入引脚电连接，一个高速光耦的输入端与该RS485通信芯片的输出引脚电连接，输出端与该处理器的RS485接收引脚电连接，另一个高速光耦的输入端与该处理器的一数字输出引脚电连接，输出端与该RS485通信芯片的使能引脚电连接。
5.如权利要求1所述的通讯系统，其特征在于，该第二光耦隔离电路包括若干个第一低速光耦和若干个第二低速光耦，每个第一低速光耦的输入端与该处理器的一数字输出引脚电连接，每个第一低速光耦的输出端与该电焊机电连接，每个第二低速光耦的输出端与该处理器的一数字输入引脚电连接，每个第二低速光耦的输入端与该电焊机电连接。
6.如权利要求5所述的通讯系统，其特征在于，该第二通信电路还包括一数模转换电路，该数模转换电路包括一数模转换器，该第二光耦隔离电路还包括若干个第三低速光耦，每个第三低速光耦的输入端与该处理器的一数字输出引脚电连接，每个第三低速光耦的输出端与该数模转换器的输入端电连接，该数模转换器的输出端与该电焊机电连接。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的通讯系统，其特征在于，该处理器为NXP公司生产的LPC1752芯片。
8.如权利要求3所述的通讯系统，其特征在于，该些高速光耦为AvagoTechnologies公司生产的6N137芯片，该CAN通信芯片为NXP公司生产的PCA82C251芯片。
9.如权利要求4所述的通讯系统，其特征在于，该RS485通信芯片为Maxim公司生产的MAX485芯片。
10.如权利要求5或6所述的通讯系统，其特征在于，该些低速光耦为东芝公司生产的TLP121芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN106100681A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-09 | 浙江恒业电子有限公司 | 带有信号收发控制的rs485通信电路 |
| CN111922487A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-13 | 成都卡诺普自动化控制技术有限公司 | 一种机器人系统与焊接电源参数一体化通讯方法 |
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