[發(fā)明專利]一種用于上下料機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床群信息無線傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210572482.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN103105823A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧寄南;楊尹;王廉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/414
• 分類號(hào): G05B19/414
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及上下料機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床群信息無線傳輸?shù)膯栴}，具體地說是建立基于ZigBee技術(shù)的上下料機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床群進(jìn)行無線通信的星型網(wǎng)絡(luò)，在該星型網(wǎng)絡(luò)中終端是數(shù)控機(jī)床，協(xié)調(diào)器是上下料機(jī)器人，傳遞的信息是數(shù)控機(jī)床的上下料信息。上下料信息的獲取通過霍爾傳感器結(jié)合脈沖檢測算法的方式。數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊通過霍爾傳感器獲取上下料信息并將信息發(fā)送出去，上下料機(jī)器人端ZigBee模塊接收到機(jī)床端的上下料信息后，分析處理該信息，并將信息和機(jī)床編號(hào)再通過RS232串口傳至上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工廠自動(dòng)化水平的提高，服務(wù)于數(shù)控機(jī)床的上下料機(jī)器人應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床和上下料機(jī)器人的信息傳輸方式主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的有線方式，工業(yè)機(jī)器人拖著長長的數(shù)據(jù)傳輸線往往很不方便并且影響機(jī)器人整體的美觀。本發(fā)明采用用無線代替有線的方式進(jìn)行上下料機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床群之間多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)的信息傳輸，避免繁瑣的布線，有利于機(jī)器人的智能化和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種解決上下料機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床群進(jìn)行多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)信息無線傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)，用于代替目前工業(yè)上下料機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息傳輸?shù)挠芯€方式。本發(fā)明所述用于上下料機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床群信息無線傳輸系統(tǒng)，由霍爾測轉(zhuǎn)速傳感器模塊、數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊、上下料機(jī)器人端ZigBee模塊和上下料信息串口發(fā)送模塊組成；霍爾測轉(zhuǎn)速傳感器模塊，包括多個(gè)霍爾測轉(zhuǎn)速傳感器，用于測量各數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊；數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊，包括多個(gè)與霍爾測轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊，是用于接收對(duì)應(yīng)的霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)脈沖檢測算法分析處理后轉(zhuǎn)化為上下料信息，并將上下料信息發(fā)送至上下料機(jī)器人端ZigBee模塊；上下料機(jī)器人端ZigBee模塊，是用于接收數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊發(fā)送的上下料信息；將信息按照先進(jìn)先出的原則按照機(jī)床編號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)；上下料信息串口傳送模塊，采用是RS232接口，是用于將上下料信息和相應(yīng)的機(jī)床編號(hào)以串口通信方式傳至上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)。

其中傳感器模塊采用的是霍爾式測主軸轉(zhuǎn)速傳感器，該傳感器可以將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)。傳感器分為霍爾探頭和磁鋼兩部分（如圖2所示），磁鋼安裝在數(shù)控機(jī)床主軸表面并跟主軸一起旋轉(zhuǎn)，以提供產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的磁場環(huán)境。霍爾探頭通過電平轉(zhuǎn)化電路和數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊相連，當(dāng)主軸每旋轉(zhuǎn)一周，磁鋼通過離霍爾探頭最近的地方一次，霍爾傳感器向數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊輸出一次脈沖信號(hào)。

數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊以德州儀器公司(TI)的CC2530芯片作為控制和通信芯片，并以德州儀器公司(TI)的Z-stack協(xié)議棧作為操作系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊的功能是接收霍爾傳感器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)脈沖檢測算法分析處理后轉(zhuǎn)化為上下料信息，并可以將上下料信息發(fā)送至上下料機(jī)器人端ZigBee模塊。脈沖檢測算法的核心是等間隔時(shí)間兩秒循環(huán)檢測輸入端的脈沖信號(hào)。如果在間隔兩秒時(shí)間內(nèi)均無脈沖信號(hào)輸入，則認(rèn)為數(shù)控機(jī)床主軸停止，此時(shí)發(fā)送數(shù)控機(jī)床的上下料信息。

上下料機(jī)器人端ZigBee模塊亦采用CC2530作為控制和通信芯片，Z-stack協(xié)議棧作為操作系統(tǒng)。上下料機(jī)器人端ZigBee模塊和多個(gè)數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊共同構(gòu)成ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)中，上下料機(jī)器人端ZigBee模塊作為協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)并接收上下料信息，數(shù)控機(jī)床端ZigBee模塊作為終端設(shè)備負(fù)責(zé)加入由協(xié)調(diào)器建立的星型網(wǎng)絡(luò)并發(fā)送上下料信息。

上下料信息串口發(fā)送模塊采用RS232串口作為通訊協(xié)議。RS232是常見的串口通訊接口，在CC2530芯片和上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)上都有此接口。通過此接口可以將上下料機(jī)器人端ZigBee模塊收到的上下料信息以串口通信方式傳至上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)，以完成整個(gè)上下料信息傳輸任務(wù)。

附圖說明

圖1為無線傳輸網(wǎng)絡(luò)框架圖。

圖2為霍爾傳感器安裝示意圖。

圖3為脈沖檢測算法流程圖。

圖4為上下料信息存儲(chǔ)方式圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本方案的具體實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步說明。