機器人控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明提供了一種機器人控制系統及控制方法，其中，該系統包括：中央控制器，用于產生對機器人的控制參數；伺服電機驅動器，通過POWERLINK總線與中央控制器相連，且與機器人的電機相連，用于接收中央控制器的控制參數，并通過控制參數對電機進行控制以實現對機器人的運動控制；輸入輸出模塊，通過POWERLINK總線與中央控制器相連，用于提供輸入輸出功能；擴展模塊，通過TCP/IP通信協議與中央控制器相連，擴展模塊中設置有獨立的處理器。本發明有效解決了中央控制器資源不足的問題，保證了控制器的高效性。
【專利說明】
機器人控制系統及控制方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及機器控制技術領域，具體而言，涉及一種機器人控制系統及控制方法。 【背景技術】
[0002]控制器系統是工業機器人的核心部分之一，控制器系統對工業機器人的性能起到關鍵性作用。
[0003]目前，成熟而有競爭力的工業機器人控制器系統至少需具備開放性和模塊化這兩個條件，其中，開放性采用開放的系統結構可以方便地更新和拓展機器人控制系統的功能， 使得機器人性能得到增強，模塊化使得控制系統在硬件層面更容易搭建、在軟件層面結構更為清晰，從而提高了機器人的可靠性。
[0004]然而如何有效保證控制器系統的開放性和模塊化，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】

[0005]本發明實施例提供了一種機器人控制系統，該系統包括:
[0006]中央控制器，用于產生對機器人的控制參數；
[0007]伺服電機驅動器，通過P0WERLINK總線與所述中央控制器相連，且與所述機器人的電機相連，用于接收所述中央控制器的控制參數，并通過所述控制參數對所述電機進行控制以實現對所述機器人的運動控制；
[0008]輸入輸出模塊，通過P0WERLINK總線與所述中央控制器相連，用于提供輸入輸出功能；
[0009]擴展模塊，通過TCP/IP通信協議與所述中央控制器相連，所述擴展模塊中設置有獨立的處理器。
[0010]在一個實施方式中，所述擴展模塊包括以下至少之一:示教器、和視覺系統。
[0011]在一個實施方式中，所述輸入輸出模塊包括:數字輸入輸出模塊和模擬輸入輸出模塊。
[0012]在一個實施方式中，所述擴展模塊中設置的獨立的處理器運行在擴展模塊本地硬件上。
[0013]在一個實施方式中，所述中央控制器為x86架構的中央處理器。
[0014]在一個實施方式中，所述x86架構的中央處理器為基于貝加萊平臺的控制器。
[0015]在一個實施方式中，所述伺服電機驅動器的個數為多個，每個伺服電機驅動器連接一個電機。
[0016]本發明實施例還提供了一種通過上述機器人控制系統對機器人進行控制的方法， 該方法包括:
[0017]中央控制器產生對機器人的控制參數，并將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器；
[0018]所述伺服電機驅動器接收所述控制參數，并根據所述控制參數對機器人的電機進行控制，以實現對所述機器人的運動控制。
[0019]在一個實施方式中，中央控制器產生對機器人的控制參數，包括:所述中央控制器產生電機角度插補參數，將所述電機角度插補參數作為所述控制參數。
[0020]在一個實施方式中，將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器，包括:通過 P0WERLINK總線將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器。
[0021]在上述實施例中，中央控制器通過P0WERLINK總線與伺服電機驅動器和輸入輸出模塊相連，中央控制器僅執行機器人的運動控制，擴展功能運行在本地硬件上而不占用中央控制器的資源，從而有效解決了中央控制器資源不足的問題，保證了控制器的高效性。【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1是根據本發明實施例的機器人控制系統的結構示意圖；
[0024]圖2是根據本發明實施例的機器人控制系統的具體結構示意圖；
[0025]圖3是根據本發明實施例的控制方法流程圖。【具體實施方式】
[0026]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本發明做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0027]在本發明實施例中提供了一種機器人控制系統，如圖1所示，可以包括:
[0028]中央控制器101，用于產生對機器人的控制參數；
[0029]伺服電機驅動器102,通過P0WERLINK總線與中央控制器101相連，且與機器人的電機103相連，用于接收中央控制器101的控制參數，并通過控制參數對電機103進行控制以實現對所述機器人的運動控制；
[0030]輸入輸出模塊104，通過P0WERLINK總線與中央控制器101相連，用于提供輸入輸出功能；
[0031]擴展模塊105,通過TCP/IP通信協議與中央控制器101相連，擴展模塊105中設置有獨立的處理器。[〇〇32]具體實現的時候，上述
[0033]如圖2所示，上述的輸入輸出模塊104可以包括:數字輸入輸出模塊(DI/0)和模擬輸入輸出模塊(AI/0)，通過P0WERLINK總線與中央控制器相連，因為，P0WERLINK總線具有開源及免費的優勢，將輸入輸出口模塊脫離X2X通信，掛在P0WERLINK總線上，可以達到節約成本的目的。輸入輸出模塊與機器人本體上的I/O端口相連，可以方便在機器人本體上擴展傳感器或電磁閥等。[〇〇34]如圖2所示，機器人示教器(PANEL)、視覺系統(Vis1n)等都可以作為擴展模塊的一種，當然也還有其它的擴展功能(Other)，這些擴展模塊通過TCP/IP通信協議與中央控制器通信，在示教器、視覺系統及其他擴展功能中都設置有各自的處理器，這些擴展功能運行在本地硬件上而不占用中央控制器的資源，中央控制器僅執行機器人的運動控制，從而有效解決了中央控制器資源不足的問題，保證了控制器的高效性。
[0035] 如圖2所示，伺服電機驅動器(DRIVER)的個數可以為多個，每個伺服電機驅動器連接一個電機(M)。在本例中，使用總線式控制伺服驅動，與脈沖控制伺服驅動器相比，總線式控制優勢在于接線簡單，方便使用、維護和功能擴展。伺服驅動器連接工業機器人的電機 (M)，機器人運行時，電機角度插補等參數由中央控制器經過運算處理后，通過實時 P0WERLINK總線提供給伺服驅動器。[〇〇36]在上述各個實施例中，中央控制器可以是x86架構的中央處理器，例如，可以是基于貝加萊平臺的控制器。[〇〇37]在上例中使用了許可證免費的P0WERLINK總線，可以以較低的成本完成高性能的工業機器人控制器系統，同時將I/O脫離X2X通信，掛在P0WERLINK總線上，達到了節約成本的目的，且CPU只執行運動控制，將示教器、視覺及其它擴展功能都運行在本地硬件上，解決了中央控制器的CPU資源不足的問題。
[0038]基于貝加萊平臺的控制器，使用以太網總線的形式與其他模塊部件通信連接，該控制器使用的是x86架構的中央處理器，比一般控制器使用的ARM處理器處理速度快，同時支持兩種總線協議，分別為TCP/IP和P0WERLINK，其中，對于TCP/IP，機器人示教器、視覺系統與中央控制器的關系為客戶端與服務器，對于P0WERLINK總線、伺服電機驅動器、I/O模塊與中央控制器的關系為執行與控制。
[0039]上述的機器人控制系統可以按照圖3所示的方式對機器人進行控制，包括以下步驟:
[0040]步驟301:中央控制器產生對機器人的控制參數，并將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器；
[0041]例如，中央控制器可以產生電機角度插補參數，將所述電機角度插補參數作為所述控制參數，中央控制器可以通過P0WERLINK總線將控制參數傳輸至伺服電機驅動器。
[0042]步驟302:伺服電機驅動器接收所述控制參數，并根據所述控制參數對機器人的電機進行控制，以實現對所述機器人的運動控制。[〇〇43]從以上的描述中，可以看出，本發明實施例實現了如下技術效果:中央控制器通過 P0WERLINK總線與伺服電機驅動器和輸入輸出模塊相連，中央控制器僅執行機器人的運動控制，擴展功能運行在本地硬件上而不占用中央控制器的資源，從而有效解決了中央控制器資源不足的問題，保證了控制器的高效性。[〇〇44]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明實施例可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種機器人控制系統，其特征在于，包括:中央控制器，用于產生對機器人的控制參數；伺服電機驅動器，通過POWERLINK總線與所述中央控制器相連，且與所述機器人的電機 相連，用于接收所述中央控制器的控制參數，并通過所述控制參數對所述電機進行控制以 實現對所述機器人的運動控制；輸入輸出模塊，通過POWERLINK總線與所述中央控制器相連，用于提供輸入輸出功能；擴展模塊，通過TCP/IP通信協議與所述中央控制器相連，所述擴展模塊中設置有獨立 的處理器。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述擴展模塊包括以下至少之一:示教器、 和視覺系統。3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述輸入輸出模塊包括:數字輸入輸出模 塊和模擬輸入輸出模塊。4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述擴展模塊中設置的獨立的處理器運行 在擴展模塊本地硬件上。5.根據權利要求1至4中任一項所述的系統，其特征在于，所述中央控制器為x86架構的 中央處理器。6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述x86架構的中央處理器為基于貝加萊 平臺的控制器。7.根據權利要求1至4中任一項所述的系統，其特征在于，所述伺服電機驅動器的個數 為多個，每個伺服電機驅動器連接一個電機。8.—種通過權利要求1至7中任一項所述的機器人控制系統對機器人進行控制的方法， 其特征在于，包括:中央控制器產生對機器人的控制參數，并將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器；所述伺服電機驅動器接收所述控制參數，并根據所述控制參數對機器人的電機進行控 制，以實現對所述機器人的運動控制。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，中央控制器產生對機器人的控制參數，包 括:所述中央控制器產生電機角度插補參數，將所述電機角度插補參數作為所述控制參數。10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器， 包括:通過POWERLINK總線將所述控制參數傳輸至伺服電機驅動器。
【文檔編號】B25J9/18GK105965509SQ201610327542
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】曾奇, 段堯, 王鑫, 楊裕才, 古鵬, 晏晚君, 王林冰, 李晨杰, 李健斌, 朱茂娟, 彭月, 薛冰梅, 韓冰
【申請人】珠海格力智能裝備有限公司