[发明专利]多轴机器人控制系统及其控制方法

说明书

多轴机器人控制系统及其控制方法，所述的控制系统包括主控制板，主控制板包括：操作器接口，用于连接多轴手动同步操作器，以传输多轴手动同步操作器发送来的控制信息；存储器，用于存储多轴手动同步操作器发送来的控制信息和优化的轨迹数据；控制器，用于对存储的控制信息进行计算，获得过渡点和目标点的坐标信息、优化运行轨迹，以及将优化好的轨迹数据存储到存储器中，并发送给伺服驱动器，控制多轴机器人按照优化过的轨迹运行；伺服驱动器接口，用于连接伺服驱动器。本发明还包括多轴机器人控制方法。本发明无滞后性、精度高、计算简单，可实现真正意义上的机器人无编程使用。

技术领域

本发明涉及多轴机器人控制领域，特别是一种多轴机器人控制系统及其控制方法。

背景技术

多轴机器人是工业自动化领域的典型制造设备，多轴机器人通常为四至六轴机器人，能够执行搬运、码垛、焊接、喷涂、装配等工作任务。多轴机器人通常包括“手臂”和“腕”关节，在手臂和腕关节处设置多个可转动的轴，且各轴处通过电机控制其转动，从而形成多轴机器人。

现有的多轴机器人控制系统的操作方式主要存在以下缺陷：（1）需要将传感器获得的检测信息通过控制器预处理后再发送给电机驱动器，大大产生滞后性；（2）现有都是通过各种算法各种分解来获取机器人的运行轨迹，如CN107214702A公开了一种利用虚拟现实手柄确定机器人轨迹的规划方法及系统，是获取各离散点连成折线，并通过插补的方式获得机器人的运行轨迹，这种方式会使计算复杂，且需要考虑操作过程中的整个平稳性和平滑性；（3）通常通过编写运行程序来设定机器人需要的运行轨迹，这种方式对操作人员的专业技能要求较高，效率不高，普及较困难；（4）通过摄像头扫描人体姿态变化来控制机器人的技术，使得技术难度大，成本高，精度低，有较大的滞后性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种无滞后性，精度高，计算简单，无需编程的多轴机器人控制系统及其控制方法。

本发明的技术方案是：

本发明之多轴机器人控制系统，包括主控制板，所述主控制板包括：

操作器接口，用于连接多轴手动同步操作器，以传输多轴手动同步操作器发送来的控制信息，包括检测多轴机器人转动的运行脉冲、方向、目标点位置和过渡点位置信息；其中，过渡点为多轴机器人在运行轨迹中需要经过的位置；目标点为多轴机器人执行任务的位置；

存储器，用于存储多轴手动同步操作器发送来的控制信息以及优化完成待运行的轨迹数据；

控制器，用于对存储的控制信息进行计算，获得过渡点和目标点的坐标信息、优化运行轨迹，将优化好的轨迹数据存储到存储器中；运行时再到存储器中提取优化好的轨迹数据，再在控制器的控制下发送给伺服驱动器，控制多轴机器人按照优化过的轨迹运行；

伺服驱动器接口，用于连接伺服驱动器，以向伺服驱动器传输多轴手动同步操作器发送的控制信息或从存储器中提取优化好的轨迹数据；伺服驱动器的数量与多轴机器人各轴电机的数量相对应。

进一步，所述主控制板还包括：

远程通讯接口，用于接入网络，实现远程操作；

视频接口，用于连接摄像头，实时监控机器人的姿态，并将采集到的视频信号通过网络同步传送到操作远端，操作远端将多轴手动同步操作器的信息通过网络传输到控制器。

进一步，所述主控制板还包括以下至少一种接口：

USB接口，用于实现控制系统与外部设备的连接和通讯；

人机协作安全接口，用于连接安全传感器，一旦检测到多轴机器人碰触到障碍物，安全传感器发送信息给控制器，控制器控制伺服驱动器使多轴机器人停止动作，在障碍物消除后，多轴机器人将从停止位置处开始继续未完成的运行程序；