[實(shí)用新型]一種基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520208110.7
• 申請(qǐng)日: 2015-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN204515479U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史步海;劉志鑫;包智;郭宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/414
• 分類號(hào): G05B19/414
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

1.一種基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：包括PC機(jī)Linux主站、6軸機(jī)械臂控制卡、2軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制卡、機(jī)器人示教盒，還包括EtherCAT從站控制器，所述6軸機(jī)械臂控制卡、2軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制卡、機(jī)器人示教盒分別通過(guò)EtherCAT從站控制器與PC機(jī)Linux主站相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述PC機(jī)Linux主站包括LinuxCNC以及與LinuxCNC相連的以太網(wǎng)卡，其基于帶通用網(wǎng)卡的硬件平臺(tái)，用于處理機(jī)器人數(shù)據(jù)并將相關(guān)控制指令發(fā)送給EtherCAT主站協(xié)議棧，該協(xié)議棧按通信協(xié)議編碼成報(bào)文后通過(guò)以太網(wǎng)卡發(fā)出；LinuxCNC開源運(yùn)動(dòng)控制軟件用于機(jī)器人的算法計(jì)算和軌跡規(guī)劃，并實(shí)時(shí)以3維模型反映當(dāng)前機(jī)器人的動(dòng)作姿態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述EtherCAT從站控制器包括EtherCAT從站控制器Ⅰ、EtherCAT從站控制器Ⅱ、EtherCAT從站控制器Ⅲ，其中EtherCAT從站控制器Ⅰ分別與PC機(jī)Linux主站、6軸機(jī)械臂控制卡、EtherCAT從站控制器Ⅱ連接，EtherCAT從站控制器Ⅱ分別與2軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制卡、EtherCAT從站控制器Ⅰ、EtherCAT從站控制器Ⅲ連接，EtherCAT從站控制器Ⅲ分別與EtherCAT從站控制器Ⅱ、機(jī)器人示教盒連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述EtherCAT從站控制器Ⅰ、EtherCAT從站控制器Ⅱ之間的接口方式是EBUS，EtherCAT從站控制器Ⅱ、EtherCAT從站控制器Ⅲ之間的接口方式是EBUS，EtherCAT從站控制器Ⅰ與PC機(jī)Linux主站之間的接口方式是MII，EBUS、MII兩種接口方式都建立在相同的以RJ45接頭的網(wǎng)線物理層上，實(shí)現(xiàn)EtherCAT報(bào)文的傳送。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述6軸機(jī)械臂控制卡用于控制機(jī)械臂動(dòng)作，包括CPU處理器Ⅰ，以及分別與CPU處理器Ⅰ相連的數(shù)字/模擬接口Ⅰ、ABCDEF對(duì)應(yīng)的6軸伺服接口，CPU處理器Ⅰ通過(guò)PDI接口與EtherCAT從站控制器Ⅰ相連通信。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述ABCDEF對(duì)應(yīng)的6軸伺服接口由電平轉(zhuǎn)換電路組成，將CPU處理器Ⅰ的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)伺服器能接收的信號(hào)并將信號(hào)輸出到伺服器，同時(shí)將伺服器返回的脈沖轉(zhuǎn)換成CPU處理器Ⅰ能接收的電平送到CPU處理器Ⅰ。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字/模擬接口Ⅰ包括AD/DA轉(zhuǎn)換器件和數(shù)字器件，通過(guò)這個(gè)接口將外部傳感器和CPU處理器Ⅰ相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述2軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制卡用于控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，使機(jī)械臂能在設(shè)定范圍內(nèi)移動(dòng)，其包括CPU處理器Ⅱ，以及分別與CPU處理器Ⅱ相連的數(shù)字/模擬接口Ⅱ、XY對(duì)應(yīng)的2軸伺服接口，CPU處理器Ⅱ通過(guò)PDI接口與EtherCAT從站控制器Ⅱ通訊。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述XY對(duì)應(yīng)的2軸伺服接口由電平轉(zhuǎn)換電路組成，將CPU處理器Ⅱ的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)伺服器能接收的信號(hào)并將信號(hào)輸出到伺服器，同時(shí)將伺服器返回的脈沖轉(zhuǎn)換成CPU處理器Ⅱ能接收的電平送到CPU處理器Ⅱ。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字/模擬接口Ⅱ包括AD/DA轉(zhuǎn)換器件和數(shù)字器件，通過(guò)這個(gè)接口將外部傳感器和CPU處理器Ⅱ相連。

11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于EtherCAT總線的8軸機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)器人示教盒作用是對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試和示教，其包括CPU處理器Ⅲ、與CPU處理器Ⅲ相連的人機(jī)交互設(shè)備，CPU處理器Ⅲ通過(guò)PDI接口與EtherCAT從站控制器Ⅲ通訊，人機(jī)交互設(shè)備由CPU處理器Ⅲ控制。