[實用新型]一種全閉環伺服運動控制系統

有效

• 申請號: 201320470650.3
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN203449314U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李新;鄒駿宇;吉峰
• 申請（專利權）人: 無錫信捷電氣股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種全閉環伺服運動控制系統。

背景技術

機器人控制系統是一種典型的多軸實時運動控制系統。現代工業生產中，由于交流伺服控制系統的定位精度高、動態響應快，使其廣泛應用于機器人控制領域。另外，機器人中所廣泛使用的開環系統、半閉環運動控制系統，使其在機械傳動上存在較大的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等)，誤差較大，控制精度較低，已經難以滿足現代化生產的需要。

實用新型內容

本實用新型目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種全閉環伺服運動控制系統。

本實用新型為實現上述目的，采用如下技術方案：一種全閉環伺服運動控制系統，包括上位控制部分、驅動部分、執行部分和閉環反饋部分；所述上位控制部分包括PC機和機器人控制器；所述驅動部分包括伺服驅動器和伺服電機；所述執行部分包括各軸關節和末端執行器；所述閉環反饋部分包括位置檢測裝置和高速計數器；其中，所述PC機的輸出端連接運動控制器，所述機器人控制器的輸出端連接伺服驅動器，所述伺服驅動器的輸出端連接伺服電機，所述伺服電機的輸出端通過編碼器連接伺服驅動器，所述伺服電機的輸出端連接機器人的各軸關節，所述各軸關節的輸出端連接末端執行器，所述末端執行器依次通過位置檢測裝置和高速計數器連接機器人控制器。

進一步的，所述伺服運動控制系統為雙閉環系統，其包括位置環反饋和速度環反饋。

進一步的，所述位置環反饋為外環反饋，其通過位置檢測裝置將各軸關節的位置實時反饋給機器人控制器。

進一步的，所述的速度環反饋為內環反饋，其通過編碼器將各軸關節的速度實時反饋給伺服驅動器。

本實用新型的有益效果：本實用新型結構簡單，自動化程度高，系統中采用全閉環伺服運動控制，能獲得較高的定位精度和較好的穩定性。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，便于在機器人的應用中推廣。同時利用梯形圖方式的機器人編程實現對伺服電機高速、高精度的控制。

附圖說明

圖1為本實用新型的機器人開發結構示意圖；

圖2為本實用新型的機器人控制結構示意圖；

圖3為本實用新型的機器人全閉環伺服控制系統示意圖。

具體實施方式

圖1、圖2所述，涉及一種機器人編程控制方法，包括如下步驟：1)在開發界面1的程序編輯器中以梯形圖編程方式對機器人3的所有操作指令進行編輯，該操作指令用于控制機器人3的運動過程和姿態；2)通過編譯模塊將上述梯形圖編程方式設計的所述操作指令生成機器人控制器2能夠執行的指令代碼；3)將上述指令代碼發送給機器人控制器中的伺服驅動模塊，從而驅動伺服電機帶動機器人3完成空間的所有動作。其中，步驟1)中的所述開發界面1中還包括調試軟件，所述調試軟件將調試命令通過所述機器人控制器2中的調試服務軟件發送給執行機構；所述執行機構再通過所述調試服務軟件將變量數據和執行情況反饋給所述調試軟件。步驟1)中的所述開發界面1包括PC端或觸摸屏端或示教器端或平板端。步驟2)中的所述機器人控制器2所執行的指令代碼包括：機器人CPU中的機器碼和中間代碼。所述指令代碼的執行方式至少有掃描執行和順序執行其中之一。

其中的，開發界面1，用于機器人編程，包括：菜單欄、工具欄、調試欄、工程蘭/指令欄、編輯欄、調試欄、信息欄、狀態欄等。其中所述工具欄包括上載、下載、運行等常用操作；所述調試欄顯示程序的調試信息，包括流程控制和數據監控等環節；所述工程蘭/指令欄顯示工程目錄和指令列表；所述編輯欄進行程序的編寫及修改。

機器人運動控制流程如下：機器人靜止在原點時(采用右手系空間坐標系)，收到啟動指令(RBON)，則電機啟動，松抱閘，保持在原位置；若進一步收到運動指令(MOV)，指明運動路徑(點對點或多點軌跡運動)，運動到目標位置。運行過程中收到停止指令(STOP)時(急停或減速停止)，機器人停止在當前運行位置；再次收到繼續運行指令(RBGOON)時，機器人就繼續執行未完成運動到目標位置；或是收到新的運動指令(MOV)，運動到目標位置。其中，機器人在整個運動或靜止過程中，將不斷掃描程序的執行位置，當程序執行到順序功能塊后，將順序執行運動指令。

圖3所述，涉及本實用新型所采用的全閉環伺服運動控制系統，系統包括四個部分：上位控制部分、驅動部分、執行部分和閉環反饋部分；其中，所述上位控制部分為PC機4(或者觸摸屏或者平板端)和機器人控制器5；所述驅動部分為伺服驅動器6和伺服電機7；所述執行部分為各軸關節8和末端執行器9；所述閉環反饋部分由位置檢測裝置10和高速計數器11來實現。