一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统技术方案

本实用新型专利技术揭示了一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统，其包括示教器、机器人控制器、输入输出模块以及与所述机器人控制器设置在同一控制柜中的伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括伺服驱动器、伺服放大器以及若干机器人轴电机，所述机器人控制器与所述示教器通过网线数据连接；所述机器人控制器通过以太网高速总线与所述输入输出模块、所述伺服控制器数据连接，所述机器人控制器包括动态电流采集模块、机器人轴电机力矩采集模块以及故障信号采集模块。本实用新型专利技术控制性能好，通过高速现场总线实现了机器人控制器与机器人驱动控制器之间的数字化信息通讯，提高了数据传输速度，驱动控制一体化大大减小了控制柜的整体空间。

A Bus-based Integrated Control System for Driving and Controlling Robots

The utility model discloses a bus-type integrated control system for robot drive and control, which comprises a display device, a robot controller, an input and output module and a servo drive system arranged in the same control cabinet with the robot controller. The servo drive system includes a servo driver, a servo amplifier and a number of robot axis motors, and the robot controller. The robot controller is connected with the input and output module and the servo controller through the Ethernet high-speed bus. The robot controller includes a dynamic current acquisition module, a robot axis motor torque acquisition module and a fault signal acquisition module. The control performance of the utility model is good. The digital information communication between the robot controller and the robot driving controller is realized through the high-speed field bus, the data transmission speed is improved, and the integration of drive and control greatly reduces the overall space of the control cabinet.

【技术实现步骤摘要】
一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统
本技术涉及一种机器人控制
，特别是涉及一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统。
技术介绍
机器人是一个集机械、电气、电子信息、计算机等等领域的交叉性的技术产品。一般机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人。而工业机器人发展和应用较为早和相对成熟，工业机器人一般特指6关节串联机械臂；机器人在工业领域可以用于搬运、装配、上下料、码垛、焊接、喷涂等等功能。工业机器人的主要组成包括有机器人机械本体、减速机、伺服电机与驱动和机器人控制器。控制器是工业机器人的“大脑”，控制着机器人的各种运动和使用功能，这些功能包括有：机械臂的正运动学和逆运动学算法、机械臂的空间坐标系、机器人的运动轨迹规划、机器人的示教编程以及各种特殊应用功能(专用功能)等等。如图1所示，现有机器人的自动化控制系统包括有伺服电机、伺服驱动、机器人核心控制和示教编程，机器人核心控制是采用脉冲式控制器，脉冲式控制器中设置有编码器和脉冲输出端，伺服驱动器通过脉冲接口与脉冲输出端连接、通过编码器接口与编码器连接，对于六关节串联机器人的控制系统，脉冲式控制器中设置了6个脉冲输出端和6个编码器来分别控制6个关节的机器人伺服驱动器，然后通过伺服驱动器控制对应的机器人轴电机。轴电机的编码器信号连接到伺服驱动器，反馈轴电机的速度和角度，同时这个编码器信号再通过伺服驱动器连接到脉冲式控制器中，这样控制器通过运算达到对机器人轴电机的闭环速度和角度的控制。一般情况下每个驱动的脉冲电缆(4芯)和编码器电缆(6芯)都是多芯屏蔽电缆。六轴机器人就有6组脉冲电缆和6组编码器电缆连接在伺服驱动器和机器人控制器之间。上述的控制系统会导致电路复杂，接线非常多，可靠性差；且成本高，除了每个驱动的成本，还包括系统组装和配线的成本；控制性能差，不能获得伺服驱动的动态参数，如电流、过流信号等等驱动故障信号。因此，有必要提供一种新的总线型机器人驱动控制一体化控制系统来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统，控制性能好，通过高速现场总线实现了机器人控制器与机器人驱动控制器之间的数字化信息通讯，提高了数据传输速度，驱动控制一体化大大减小了控制柜的整体空间。本技术通过如下技术方案实现上述目的：一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统，其包括示教器、机器人控制器、输入输出模块以及与所述机器人控制器设置在同一控制柜中的伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括伺服驱动器、伺服放大器以及若干机器人轴电机，所述机器人控制器与所述示教器通过网线数据连接；所述机器人控制器通过以太网高速总线与所述输入输出模块、所述伺服控制器数据连接，所述机器人控制器包括动态电流采集模块、机器人轴电机力矩采集模块以及故障信号采集模块。进一步的，还包括对所述输入输出模块、所述伺服控制器以及所述伺服放大器进行保护的安全保护电路。进一步的，所述机器人控制器还包括采集所述机器人轴电机的速度和角度的速度角度采集模块。与现有技术相比，本技术总线型机器人驱动控制一体化控制系统的有益效果在于：1)大大的减少了材料成本，接线装配成本；2)可靠性增强，由于技术先进接线布线简单，减少了复杂性，装配导致的故障减少；3)性能提高，控制器与驱动器之间的数字通讯，不仅仅只是速度和角度的参数，同时可以获得驱动器内部许多参数，如动态电流、实时故障现象；利用获得的新参数，控制器可以改善机器人控制性能，如利用动态电流参数，可以对机器人臂进行力矩控制，改善机器人臂的动态性能；又如获得驱动器的故障信号，可以及时判断诊断故障的原因；4)减少占用的空间，一体机的控制柜大大的减小原有的体积，方便安装和使用。【附图说明】图1为现有技术中的机器人控制原理结构示意图；图2为本技术实施例的控制原理结构示意图。【具体实施方式】实施例：请参照图1，本实施例为总线型机器人驱动控制一体化控制系统，其包括示教器、机器人控制器、输入输出模块以及与所述机器人控制器设置在同一控制柜中的伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括伺服驱动器、伺服放大器以及若干机器人轴电机，所述机器人控制器与所述示教器通过网线数据连接；所述机器人控制器通过以太网高速总线与所述输入输出模块、所述伺服控制器数据连接，所述机器人控制器包括动态电流采集模块、机器人轴电机力矩采集模块以及故障信号采集模块。本实施例总线型机器人驱动控制一体化控制系统还包括对所述输入输出模块、所述伺服控制器以及所述伺服放大器进行保护的安全保护电路。所述机器人控制器还包括采集所述机器人轴电机的速度和角度的速度角度采集模块。所述机器人控制器与所述伺服驱动系统共同设置在一控制柜中，实现驱动控制一体化设计。机器人高速总线型驱动控制一体机采用先进的高速以太网总线数字传输技术，使得机器人控制器与伺服驱动系统之间实现数字化通讯，取代控制器与伺服驱动系统的电子信号的通讯，同时集单轴的驱动为多轴的驱动为一体，大大的减少空间的需求。机器人控制器与机器人伺服驱动系统之间只有一根标准的以太网电缆，就可以实现控制器与伺服驱动器之间的控制信号和反馈信号的数据交互，以太网采用100Mpmb的带宽速率，完全可以满足控制器与驱动器之间的通信速率要求。本实施例特别适用于小型的机器人控制系统，如20公斤负载、输出最大额定电流在20A以下的机器人系统，这种机器人适用在3C行业的装配、焊接、搬运，往往现场的空间比较小。本实施例总线型机器人驱动控制一体化控制的有益效果在于：1)大大的减少了材料成本，接线装配成本；2)可靠性增强，由于技术先进接线布线简单，减少了复杂性，装配导致的故障减少；3)性能提高，控制器与驱动器之间的数字通讯，不仅仅只是速度和角度的参数，同时可以获得驱动器内部许多参数，如动态电流、实时故障现象；利用获得的新参数，控制器可以改善机器人控制性能，如利用动态电流参数，可以对机器人臂进行力矩控制，改善机器人臂的动态性能；又如获得驱动器的故障信号，可以及时判断诊断故障的原因；4)减少占用的空间，一体机的控制柜大大的减小原有的体积，方便安装和使用。以上所述的仅是本技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统，其特征在于：其包括示教器、机器人控制器、输入输出模块以及与所述机器人控制器设置在同一控制柜中的伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括伺服控制器、伺服放大器以及若干机器人轴电机，所述机器人控制器与所述示教器通过网线数据连接；所述机器人控制器通过以太网高速总线与所述输入输出模块、所述伺服控制器数据连接，所述机器人控制器包括动态电流采集模块、机器人轴电机力矩采集模块以及故障信号采集模块。

【技术特征摘要】
1.一种总线型机器人驱动控制一体化控制系统，其特征在于：其包括示教器、机器人控制器、输入输出模块以及与所述机器人控制器设置在同一控制柜中的伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括伺服控制器、伺服放大器以及若干机器人轴电机，所述机器人控制器与所述示教器通过网线数据连接；所述机器人控制器通过以太网高速总线与所述输入输出模块、所述伺服控制器数据连接，所述机器人控制器包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊杰，王伟栋，王超然，
申请(专利权)人：苏州东控自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32