CN205766165U - 机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人控制系统，该系统包括：中央控制器，用于产生对机器人的控制参数；伺服电机驱动器，通过POWERLINK总线与中央控制器相连，且与机器人的电机相连，用于接收中央控制器的控制参数，并通过控制参数对电机进行控制以实现对机器人的运动控制；输入输出模块，通过POWERLINK总线与中央控制器相连，用于提供输入输出功能；扩展模块，通过TCP/IP通信协议与中央控制器相连，扩展模块中设置有独立的处理器。本实用新型有效解决了中央控制器资源不足的问题，保证了控制器的高效性。

Description

机器人控制系统

技术领域

本实用新型涉及机器控制技术领域，具体而言，涉及一种机器人控制系统。

背景技术

控制器系统是工业机器人的核心部分之一，控制器系统对工业机器人的性能起到关键性作用。

目前，成熟而有竞争力的工业机器人控制器系统至少需具备开放性和模块化这两个条件，其中，开放性采用开放的系统结构可以方便地更新和拓展机器人控制系统的功能，使得机器人性能得到增强，模块化使得控制系统在硬件层面更容易搭建、在软件层面结构更为清晰，从而提高了机器人的可靠性。

然而如何有效保证控制器系统的开放性和模块化，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种机器人控制系统，该系统包括：

中央控制器，用于产生对机器人的控制参数；

伺服电机驱动器，通过POWERLINK总线与所述中央控制器相连，且与所述机器人的电机相连，用于接收所述中央控制器的控制参数，并通过所述控制参数对所述电机进行控制以实现对所述机器人的运动控制；

输入输出模块，通过POWERLINK总线与所述中央控制器相连，用于提供输入输出功能；

扩展模块，通过TCP/IP通信协议与所述中央控制器相连，所述扩展模块中设置有独立的处理器。

在一个实施方式中，所述扩展模块包括以下至少之一：示教器、和视觉系统。

在一个实施方式中，所述输入输出模块包括：数字输入输出模块和模拟输入输出模块。

在一个实施方式中，所述扩展模块中设置的独立的处理器运行在扩展模块本地硬件上。

在一个实施方式中，所述中央控制器为x86架构的中央处理器。

在一个实施方式中，所述x86架构的中央处理器为基于贝加莱平台的控制器。

在一个实施方式中，所述伺服电机驱动器的个数为多个，每个伺服电机驱动器连接一个电机。

在上述实施例中，中央控制器通过POWERLINK总线与伺服电机驱动器和输入输出模块相连，中央控制器仅执行机器人的运动控制，扩展功能运行在本地硬件上而不占用中央控制器的资源，从而有效解决了中央控制器资源不足的问题，保证了控制器的高效性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的机器人控制系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的机器人控制系统的具体结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型实施例中提供了一种机器人控制系统，如图1所示，可以包括：

中央控制器101，用于产生对机器人的控制参数；

伺服电机驱动器102，通过POWERLINK总线与中央控制器101相连，且与机器人的电机103相连，用于接收中央控制器101的控制参数，并通过控制参数对电机103进行控制以实现对所述机器人的运动控制；

输入输出模块104，通过POWERLINK总线与中央控制器101相连，用于提供输入输出功能；

扩展模块105，通过TCP/IP通信协议与中央控制器101相连，扩展模块105中设置有独立的处理器。

具体实现的时候，如图2所示，上述的输入输出模块104可以包括：数字输入输出模块(DI/O)和模拟输入输出模块(AI/O)，通过POWERLINK总线与中央控制器相连，因为，POWERLINK总线具有开源及免费的优势，将输入输出口模块脱离X2X通信，挂在POWERLINK总线上，可以达到节约成本的目的。输入输出模块与机器人本体上的I/O端口相连，可以方便在机器人本体上扩展传感器或电磁阀等。

如图2所示，机器人示教器(PANEL)、视觉系统(Vision)等都可以作为扩展模块的一种，当然也还有其它的扩展功能(Other)，这些扩展模块通过TCP/IP通信协议与中央控制器通信，在示教器、视觉系统及其他扩展功能中都设置有各自的处理器，这些扩展功能运行在本地硬件上而不占用中央控制器的资源，中央控制器仅执行机器人的运动控制，从而有效解决了中央控制器资源不足的问题，保证了控制器的高效性。

如图2所示，伺服电机驱动器(DRIVER)的个数可以为多个，每个伺服电机驱动器连接一个电机(M)。在本例中，使用总线式控制伺服驱动，与脉冲控制伺服驱动器相比，总线式控制优势在于接线简单，方便使用、维护和功能扩展。伺服驱动器连接工业机器人的电机(M)，机器人运行时，电机角度插补等参数由中央控制器经过运算处理后，通过实时POWERLINK总线提供给伺服驱动器。

在上述各个实施例中，中央控制器可以是x86架构的中央处理器，例如，可以是基于贝加莱平台的控制器。

在上例中使用了许可证免费的POWERLINK总线，可以以较低的成本完成高性能的工业机器人控制器系统，同时将I/O脱离X2X通信，挂在 POWERLINK总线上，达到了节约成本的目的，且CPU只执行运动控制，将示教器、视觉及其它扩展功能都运行在本地硬件上，解决了中央控制器的CPU资源不足的问题。

基于贝加莱平台的控制器，使用以太网总线的形式与其他模块部件通信连接，该控制器使用的是x86架构的中央处理器，比一般控制器使用的ARM处理器处理速度快，同时支持两种总线协议，分别为TCP/IP和POWERLINK，其中，对于TCP/IP，机器人示教器、视觉系统与中央控制器的关系为客户端与服务器，对于POWERLINK总线、伺服电机驱动器、I/O模块与中央控制器的关系为执行与控制。

上述的机器人控制系统可以按照图3所示的方式对机器人进行控制，包括以下步骤：

步骤301：中央控制器产生对机器人的控制参数，并将所述控制参数传输至伺服电机驱动器；

例如，中央控制器可以产生电机角度插补参数，将所述电机角度插补参数作为所述控制参数，中央控制器可以通过POWERLINK总线将控制参数传输至伺服电机驱动器。

步骤302：伺服电机驱动器接收所述控制参数，并根据所述控制参数对机器人的电机进行控制，以实现对所述机器人的运动控制。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型实施例实现了如下技术效果：中央控制器通过POWERLINK总线与伺服电机驱动器和输入输出模块相连，中央控制器仅执行机器人的运动控制，扩展功能运行在本地硬件上而不占用中央控制器的资源，从而有效解决了中央控制器资源不足的问题，保证了控制器的高效性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，包括：

中央控制器，用于产生对机器人的控制参数；

伺服电机驱动器，通过POWERLINK总线与所述中央控制器相连，且与所述机器人的电机相连，用于接收所述中央控制器的控制参数，并通过所述控制参数对所述电机进行控制以实现对所述机器人的运动控制；

输入输出模块，通过POWERLINK总线与所述中央控制器相连，用于提供输入输出功能；

扩展模块，通过TCP/IP通信协议与所述中央控制器相连，所述扩展模块中设置有独立的处理器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩展模块包括以下至少之一：示教器、和视觉系统。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输入输出模块包括：数字输入输出模块和模拟输入输出模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩展模块中设置的独立的处理器运行在扩展模块本地硬件上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述中央控制器为x86架构的中央处理器。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述x86架构的中央处理器为基于贝加莱平台的控制器。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述伺服电机驱动器的个数为多个，每个伺服电机驱动器连接一个电机。