[發明專利]具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統

無效

• 申請號: 201210142970.6
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102658549A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 秦緒祥;蔡錦達;孫福佳;楊麗紅
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種機器人控制技術，特別涉及一種具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統。

背景技術

傳統的工業機器人控制系統，采用示教器+主控制器(一般為工控機)的方案，其示教器通常與主控制器分開，分別由不同的處理器執行，主控制器一般由工控機完成，成本高，體積大，同時由于工控機的價格昂貴、可靠性低，使其很難滿足工業現場的需求。采用PLC控制I/O輸入輸出，能很好的實現對機器人及其外圍設備的自動控制，對氣動、電動或混合驅動系統具有較好的通用性，可靠性高、故障率低，但是若單獨采用PLC產品，成本高，同時若需要監控I/O狀態，還需另外配置顯示設備（如觸摸屏顯示器）。

發明內容

本發明是針對工業機器人主控制器成本高、體積大的問題，提出了一種具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統，示教器與主控制器一體化設計，運用一個嵌入式微處理器完成機器人的編程，數據處理，管理文件，監控狀態等功能，并且使控制系統具有PLC編程的功能，特提供了一種示教器與主控制器集成于一體的并且具有PLC功能的工業機器人控制系統。

本發明的技術方案為：一種具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統，包括ARM微處理器，存儲模塊，通訊模塊，LCD和觸摸屏顯示模塊，I/O接口模塊，操縱桿模塊，快捷按鈕，示教控制和PLC控制通過LCD和觸摸屏顯示模塊將指令輸入ARM微處理器，操縱桿模塊和快捷按鈕直接將指令輸入ARM微處理器，I/O接口模塊接機器人執行器的輸入和輸出信號端，ARM微處理器與存儲模塊進行數據存儲和調用，ARM微處理器處理數據、計算軌跡后通過通訊模塊將控制信號發給機器人執行控制單元。

所述ARM微處理器采用ARM作為處理器的主控芯片，處理器軟件采用WINCE嵌入式系統作為核心，用戶程序包括操作界面，文件管理程序，通訊程序，示教系統，軌跡算法程序，PLC編輯程序和PLC解碼程序。

本發明的有益效果在于：本發明具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統，將PLC系統與機器人示教控制系統集成為一體，可運用各種算法，提高電機控制的性能。可以采用PLC的梯形圖和指令清單作為控制機器人及其外圍設備的編程語言，使操作更加方便，簡單，實現對機器人的自動控制。通過PLC實現不同條件時對機器人不同程序的調用與控制，實現同一臺機器人完成不同工作的柔性化控制。PLC梯形圖語言簡潔、直觀的圖形符號及注釋信息，使對工業機器人的控制更加直觀明了，操作和使用也更加方便。系統整體結構新穎，設計小巧便捷。

附圖說明

圖1為本發明具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統架構圖；

圖2為本發明具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統軟件架構圖；

圖3為本發明具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統示教流程圖；

圖4為本發明具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統中PLC系統I/O接口圖；

圖5為本發明具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統PLC功能流程圖。

具體實施方式

如圖1~2具有PLC功能的六軸工業機器人控制系統架構圖和軟件架構圖，系統包括：由ARM9微處理器，存儲模塊，通訊模塊，LCD和觸摸屏顯示模塊，I/O接口模塊，操縱桿模塊，快捷按鈕組成的硬件部分和由WINCE嵌入式系統內核，基于硬件的驅動程序，用戶程序組成的軟件部分。

工業機器人控制系統以ARM9處理芯片為核心。ARM9作為控制系統主控芯片，負責整個系統的控制、人機交互以及多機通訊、軌跡算法，示教控制，PLC控制等，可運用各種算法，提高控制電機的性能。

機器人控制系統的觸摸顯示屏是對機器人控制的輸入輸出設備，它不僅能實現人機交互的輸入功能，同時具有人機交互顯示輸出的功能，完成操作者輸入信息的顯示和機器人運行狀態以及提示信息的顯示。通過控制系統對示教動作進行定義，實現控制算法，并進行運動規劃，通過串口將示教數據發送給多軸運動控制卡，運動控制卡進行運動控制。可以通過操縱桿直接進行示教控制，也可以進行在線編程。快捷按鈕用作熱鍵使用，操作者可以在軟件中根據自己的需要對快捷按鈕進行功能設置，用來給操作者操作時帶來方便。

控制系統軟件采用WINCE嵌入式系統為核心，用戶程序包括操作界面，文件管理程序，通訊程序，示教系統，軌跡算法程序，PLC編輯程序和PLC解碼程序。