[发明专利]一种开放式机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人系统，尤其是一种开放式机器人系统。

背景技术

目前商品化的机器人系统大多采用封闭结构的专用控制器：采用专用计算机作为上层主控计算机，使用专用机器人语言作为编程工具，采用专用控制器进行各关节伺服控制，并将控制算法固化在程序存储器中，这种封闭系统很难甚至不可能进行修改，如果作业任务和作业对象都是固定的，这种封闭式的机器人系统具有简单、可靠和高效的优点，然而，现代化工业生产要求工业机器人能适应不同应用场合和多品种小批量的生产，此时现有的封闭式机器人系统因为系统的可扩展性、可配置性、可移植性差，所以对不同任务的适应能力差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有开放结构控制器的机器人系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种开放式机器人系统，它包括多关节机器人本体、用于控制多关节机器人本体的控制器，所述的控制器包括主控模块、通过第一总线与所述主控模块相通信的运动控制模块、与所述运动控制模块相通信并控制所述多关节机器人本体的本体控制模块，所述的主控模块包括工控机、通过第二总线与所述工控机相通信的示教盒，所述的示教盒用于提供用户操作终端和显示从所述工控机传递的信息，所述的运动控制模块包括通过第一总线与所述工控机相通信的运动控制卡、与所述运动控制卡相通信的多个伺服控制装置，所述的本体控制模块包括多个与所述伺服控制装置相通信并用于驱动运动的电机、与所述电机相通信并用于向所述运动控制模块反馈有关电机输出信息的码盘，所述的工控机通过第二总线与所述示教盒相通信输出轨迹再现数据，所述的运动控制模块通过第一总线从所述工控机接收轨迹再现数据用于完成对所述电机的力矩控制、速度控制以及位置控制。

所述多关节机器人本体的周边设置有与所述本体控制模块相通信的辅助设备，所述的辅助设备包括变位机、龙门架，所述本体控制模块控制所述的变位机、所述的龙门架与所述的多关节机器人本体进行联动插补。

所述的控制器还包括安全保护模块，所述的安全保护模块与所述的运动控制模块、所述的主控模块相通信，用于监测系统的安全工作。

所述的安全保护模块包括与所述示教盒、所述运动控制卡相通信并用于控制伺服控制装置的动力电信号的安全主控模块、与所述安全主控模块相通信的控制面板，所述的控制面板用于提供用户操作终端和显示从所述安全主控模块传递的有关当前系统工作状态的信息，当系统出现故障时，所述的安全主控模块产生急停信号，或者从所述示教盒或所述控制面板输入急停信号以切断所述伺服控制装置的动力电信号。

每个所述的伺服控制装置上设置有调节硬件地址的拨码开关，所述的拨码开关控制每个伺服控制装置具有不同的硬件地址，具有硬件地址为0的伺服控制装置与具有其他硬件地址的伺服控制装置之间通过第五总线相通信，所述的工控机通过第六总线从具有硬件地址为0的伺服控制装置输入与伺服控制装置相连的各个电机的起始位置信息。

所述的第五总线为RS485型总线，所述的第六总线为RS232型总线。

所述的运动控制卡通过所述第一总线从所述工控机接收轨迹再现数据，用于对所述电机完成位置控制，所述的伺服控制装置从所述运动控制卡接收给定速度数据，用于对所述电机完成速度控制和力矩控制。

所述的运动控制卡通过所述第一总线从所述工控机接收轨迹再现数据，用于对所述电机完成位置控制和速度控制，所述的伺服控制装置从所述运动控制卡接收给定力矩数据，用于对所述电机完成力矩控制。

所述的工控机通过所述第一总线连接有双端数据存储器，所述双端数据存储器通过第三总线与所述运动控制卡相通信。

所述的控制器还包括与所述工控机相通信的网络控制模块，所述的网络控制模块用于远程操作所述的多关节机器人本体。

所述的第二总线为RS485型总线。

所述的第一总线上连接有具有标准总线接口的安全光栅，所述的安全光栅用于检测现场信号以协调工作流程。

由于上述技术方案的运用，本发明具有如下优点：

开放式机器人系统中的控制器采用模块化结构和标准接口技术，它主要包括主控模块、通过第一总线与所述主控模块相通信的运动控制模块、设置在多关节机器人本体上并与所述运动控制模块相通信的本体控制模块，该控制器可以很容易扩展其他功能模块如用于远程操作的网络控制模块和集成各种外部传感器，在不同的应用场合控制器的设计可以由用户进行修改，或者更换相应模块，这种开放式机器人系统因为系统的可扩展性、可配置性、可移植性好，所以对不同任务的适应能力强。