[实用新型]基于GSK-Link总线的模块化机器人控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业控制的技术领域，特别涉及基于GSK-Link总线的模块化机器人控制装置。

背景技术

工业机器人是高新技术密集的机电一体化产品。它是提高生产过程自动化，改善劳动环境条件，提高产品质量和生产效率的一种非常有效的手段，也是技术革命的重要内容之一。机器人控制装置作为机器人运动控制的核心装置，对它的设计要求也不断提高，为了使机器人控制更加灵活高效，目前越来越多的系统采用模块化，具有总线功能的运动控制装置。但是现在大多数机器人控制装置采用PCI、CAN、DeviceNet总线传输，PCI是并行总线无法连接太多设备，总线扩展性比较差，线间干扰将导致系统无法正常工作；CAN和DeviceNet总线的传输速率最大只有1Mbits/s，不能满足大数据量传输需要，总线上最多只能挂接110个设备。而基于PCI总线上位机大多仍采用普通计算机，体积大、成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于GSK-Link总线的模块化机器人控制装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型一种基于GSK-Link总线的模块化机器人控制装置，包括用于完成机器人示教、示教检查、再现运动控制、示教编程、程序解释、预处理及参数设置的主控制器；对机器人运动数据进行正逆解算法、插补算法、速度控制、轨迹规划的算法控制器；完成对GSK-Link总线控制的GSK-Link总线板；显示程序编辑和机器人状态的显示屏；及用来实现操作输入和灯指示显示按键板，所述主控制器分别和显示屏、算法控制器以及GSK-Link总线板连接，所述GSK-Link总线板与按键板连接。

优选的，所述主控制器包括中央处理芯片、显示接口、键盘接口及通信接口，所述中央处理芯片运行嵌入式linux系统，构成控制系统的上位机；所述显示接口由LVDS连接到显示屏；所述键盘接口由GSK-Link总线板的共享内存传到中央处理芯片。

优选的，所述上位机包括调度模块、示教控制模块、示教检查控制模块、再现控制模块、解释模块、预处理模块、通信模块、监控故障处理模块、参数设置模块以及显示模块，所述调度模块用于在启动机器人系统后，建立一个正常的工作环境，启动调度线程、通信线程、解释线程及界面线程，然后等待按键操作并监控当前机器人的状态，协调上位机的各个模块完成机器人控制；

示教控制模块通过操作轴操作键选择坐标系及速度等级来完成机器人示教运动，达到用户指定的位置；

示教检查控制模块用来检查示教好的程序是否按预想的路径或逻辑运行，通过按下“前进”或“后退”键进行逐行检查，直到达到预想的编程要求；

再现控制模块用于实现机器人的自动运行，机器人读取示教检查好的程序，根据程序的指令逐行自动运行；

解释模块由词法分析、语法分析、语义分析及符号表组成，它的作用是提取程序文件里的指令、数据、符号信息；

预处理模块用于对机器人的运动数据进行路径规划，使机器人按规划路径运行；

通信模块是指与算法控制器的通信和与GSK-Link总线板的通信；

监控故障处理模块由监控模块和故障处理模块组成，所述监控模块用于机器人状态监控、IO监控、位姿监控及变量监控，所述故障处理模块用于伺服报警错误、轨迹规划错误、通信错误及总线连接错误现象的处理；

参数设置模块用于运动参数设置、伺服参数设置、运用参数设置、轴最大速度及加速度设置、软极限设置及干涉区设置；

显示模块用于显示机器人状态、示教编程、参数设置和界面监控，为使用者显示一个友好操作界面，所述显示模块使用minigui，minigui是一款面向嵌入式系统的高级窗口系统(Windowing System)和图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)支持系统。

优选的，所述算法控制器由DSP芯片和通信接口组成；所述DSP芯片包括初始化模块、运动控制模块、参数设置模块以及状态参数更新模块；所述通信接口包括与主控制器通信的HPI及与GSK-Link总线板通信的共享内存。

优选的，所述初始化模块用于对FPGA的初始化、DSP内部初始化以及机器人相关参数的初始化；

运动控制模块是算法控制器的核心模块，包括手动模式和自动模式的运动控制方式；完成机器人运动数据的正逆解算法、插补算法、轨迹规划；