[發明專利]一種基于CANopen的CNC機械臂控制系統及其方法

無效

• 申請號: 201410134444.4
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103984290A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 董輝;吳祥;羅立鋒;賴宏煥;仲曉帆;高陽;馬祖杰
• 申請（專利權）人: 杭州金人自動控制設備有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于CANopen的CNC機械臂控制系統，其特征在于：包括機械臂運動控制硬件平臺核心芯片、CAN總線收發器、搭載有CANopen協議的機械臂運動控制主電路板和機械臂的每個軸伺服電機，其中，機械臂運動控制硬件平臺核心芯片采用基于Cortex-M3架構的微處理器，所述機械臂運動控制硬件平臺核心芯片與所述CAN總線收發器連接，所述CAN總線收發器與機械臂運動控制主電路板連接，所述機械臂運動控制主電路板通過CAN總線與機械臂的每個軸伺服電機連接；

所述搭載有CANopen協議的機械臂運動控制主電路板作為CANopen主站，所述機械臂的每個軸伺服電機作為一個CANopen從站，所述CANopen主站和CANopen從站形成運動控制網絡。

2.如權利要求1所述的基于CANopen的CNC機械臂控制系統，其特征在于：所述機械臂運動控制硬件平臺核心芯片包括圍電路和擴展電路，所述擴展電路包括I/O口和通信接口。

3.如權利要求1或2所述的基于CANopen的CNC機械臂控制系統，其特征在于：所述CANopen主站和CANopen從站之間采用非同步非周期PDO通信模式。

4.如權利要求1或2所述的基于CANopen的CNC機械臂控制系統，其特征在于：所述CNC機械臂控制系統還包括附加CANopen從站，所述附加CANopen從站為除了機械臂軸之外的裝置，所述除了機械臂軸之外的裝置包括料倉和遠程IO擴展點。

5.一種基于CANopen的CNC機械臂控制方法，其特征在于：機械臂運動控制硬件平臺核心芯片與CAN總線收發器連接，CAN總線收發器與搭載有CANopen協議的機械臂運動控制主電路板連接，所述機械臂運動控制主電路板通過CAN總線與機械臂的每個軸伺服電機連接；所述搭載有CANopen協議的機械臂運動控制主電路板作為CANopen主站，所述機械臂的每個軸伺服電機作為一個CANopen從站，所述CANopen主站和CANopen從站形成運動控制網絡；

所述控制方法包括以下步驟：

（1）CANopen主站初始化，CAN總線收發器初始化；

（2）主站通過NMT功能對從站開始進行管理，從站啟動正常之后發送Boot?up報文，進入預操作狀態，主站接收到報文通過SDO功能配置從站為回原點模式(Homing?Mode)，并將關鍵控制變量進行PDO映射；

（3）完成從站初始化后，從站進入操作模式，CANopen總線協議通信配置完成；

（4）在系統運動控制過程中，首先各機械臂軸采用方式21(Method21)回原點，主站發送SDO報文將從站切換到位置模式，進行機械臂和料倉等軸的位置模式控制。

6.如權利要求5所述的一種基于CANopen的CNC機械臂控制方法，其特征在于：通過PDO協議每次發送8字節的關鍵控制變量給各從站，進行實時控制。

7.如權利要求5或6所述的一種基于CANopen的CNC機械臂控制方法，其特征在于：使用CANopen的安全機制進行錯誤檢測；確保系統運行正常。