[發明專利]一種基于Powerlink的機器人控制方法

有效

• 申請號: 201310361763.4
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103448062A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉霖;張峰;劉文聰;郭濤;楊先明;陳鎮龍;羅穎;宋昀岑;劉娟秀
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: B25J9/18
• 分類號: B25J9/18
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉興亮

技術領域

本發明涉及一種數據傳輸接口，尤其涉及一種基于Powerlink的機器人控制方法。

背景技術

隨著科技的發展，機器人現在已經不再僅限于理論研究階段，很多工業生產和生活中都可以看到機器人的運用，比如水平四軸機器人就可以運用于：搬運，點膠，雕刻等等場合。所以機器人對社會生產力，特別是工業自動化有著非常重要的影響。但是應用場合的不斷增多，應用環境越來越復雜都對機器人的性能提出了挑戰，比如在搬運作業當中，為了使生產效率提高，必然要加快機器人的運動速度，為了能夠使機器人運動地更快控制系統的指令傳輸和信息反饋也要更快，常用的數據傳輸接口控制方案限制了機器人的性能提升，比如基于串口的機器人控制，由于串口傳輸速度和抗干擾能力的缺陷不適合在實時要求很高的機器人中使用。在已有的接口控制中USB和以太網是傳輸速度相對較快的接口，但是USB的傳輸受距離的影響很大，不適合工業運用的場合。

普通的以太網是基于載波監聽/檢測CSMA/CD實現介質訪問控制，在當一個數據產生沖突時，其等待時間具有不確定性，所以運用到機器人現場設備時，實時通信不能得到滿足，致使以太網技術不能在工業底層設備中有效運用。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種解決了上述問題且基于Powerlink的機器人控制方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于Powerlink的機器人控制方法，包括Ethernet?Powerlink主站和FPGA從站，所述FPGA從站由通信部分、控制數據傳輸接口和邏輯控制部分組成，所述通信部分包括軟核處理器，所述控制數據傳輸接口包括DPRAM，所述邏輯控制部分由邏輯控制單元組成，所述軟核處理器上設有DPRAM控制模塊，所述軟核處理器的信號端通過DPRAM控制模塊與DPRAM的信號端雙向連通，所述DPRAM的數據接口與邏輯控制單元的信號端雙向連通；

作為優選，所述Ethernet?Powerlink主站通過網卡PHY1、PHY2上的RJ45接口與FPGA從站的通信部分雙向連通；

作為優選，所述通信部分的軟核處理器為Nios?II系列32位RSIC嵌入式處理器；

作為優選，所述DPRAM控制模塊與DPRAM之間采用32位的總線連通進行數據傳輸；

作為優選，所述DPRAM與邏輯控制單元之間采用32位的總線連通進行數據傳輸；

作為優選，所述邏輯控制模塊通過與DPRAM的接口讀取相應的指令數據，用來對機器人的關節產生控制，控制機器人的控制信息和反饋信息通過信息反饋電路反饋到邏輯控制單元。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明中通信部分用來實現從站的Powerlink協議，主站通過以太網和從站傳輸數據，在Nios?II軟核處理器中加入了DPRAM控制模塊，用來將以太網傳輸的數據通過32位的總線存儲到DPRAM中，這樣在保證數據傳輸高速的同時也確保了數據的完整性和不丟失性。在DPRAM片上存儲的后級便是邏輯控制單元，邏輯控制模塊通過與DPRAM的接口讀取相應的指令數據，用來對關節產生控制。由于Powerlink的高實時性能，機器人控制信息和傳感器等反饋信息能夠達到ms級的刷新速度，使得機器人的性能得到大幅度的提升。

附圖說明

圖1為本發明的原理框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1：參見圖1，一種基于Powerlink的機器人控制方法，包括Ethernet?Powerlink主站和FPGA從站，所述FPGA從站由通信部分、控制數據傳輸接口和邏輯控制部分組成，所述Ethernet?Powerlink主站通過網卡PHY1、PHY2上的RJ45接口與FPGA從站的通信部分雙向連通，所述通信部分包括軟核處理器，所述通信部分的軟核處理器Nios?II系列32位RSIC嵌入式處理器，控制數據傳輸接口包括DPRAM，所述邏輯控制部分由邏輯控制單元組成，所述軟核處理器上設有DPRAM控制模塊，所述軟核處理器的信號端通過DPRAM控制模塊與DPRAM的信號端雙向連通，所述DPRAM控制模塊與DPRAM之間采用32位的總線連通進行數據傳輸，所述DPRAM的數據接口與邏輯控制單元的信號端雙向連通，所述DPRAM與邏輯控制單元之間采用32位的總線連通進行數據傳輸；所述邏輯控制模塊通過與DPRAM的接口讀取相應的指令數據，用來對機器人的關節產生控制，控制機器人產生的控制信息和反饋信息通過信息反饋電路反饋到邏輯控制單元。