[實用新型]通用七軸冗余工業機器人協調控制系統

有效

• 申請號: 201720032036.7
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206515688U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 劉召;宋立濱;王東輝;陳懇;劉莉;陳洪安;賴慶文;張智祥
• 申請（專利權）人: 清華大學天津高端裝備研究院;清華大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

技術領域

本實用新型屬于工業機器人控制系統技術領域，尤其是涉及一種通用七軸冗余工業機器人協調控制系統。

背景技術

七軸冗余機器人各軸均通過伺服電機進行運動控制，各軸的協調運行非常關鍵。通常情況下各軸之間的動態配合運動及響應存在一定差異，且現有多關節機器人電控系統中可擴展能力較差，同時各軸的插補功能較弱。

發明內容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種通用七軸冗余工業機器人協調控制系統，通過運動控制模塊的多軸插補運動控制功能，能夠實現控制系統運動軌跡的精確控制，同時使各軸運動過程中實現較為精確的位置跟隨及速度跟隨控制，實現了七個運動軸的高精度控制并且兼顧了它們之間的運動協調，從而實現了響應的運動軌跡控制。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

通用七軸冗余工業機器人協調控制系統，包括電源模塊、工控機、UMAC控制器、伺服驅動器、驅動電機、限位傳感器、安全模塊、PLC控制器和示教盒；

所述電源模塊與所述工控機、UMAC控制器、伺服驅動器、驅動電機、安全模塊、PLC控制器和示教盒電連接；

所述UMAC控制器分別與所述伺服驅動器和限位傳感器信號連接，該UMAC控制器內設有軸卡，所述UMAC控制器通過軸卡向所述伺服驅動器發送控制指令，并通過軸卡接受該伺服驅動器的反饋信號與接收限位傳感器的位置信息；

所述工控機通過網絡接口與所述UMAC控制器網絡連接，該工控機向UMAC控制器發送控制指令，并接收伺服驅動器的反饋信號；

所述伺服驅動器與所述驅動電機信號連接；

所述工控機與所述示教盒信號連接；

所述安全模塊與所述UMAC控制器和PLC控制器信號連接，所述UMAC控制器和PLC控制器與所述工控機信號連接。

進一步的，所述電源模塊包括配電柜、分線母排、抱閘電源模塊、24V電源控制模塊、15V電源控制模塊和斷路器；

所述配電柜內設有變壓器，所述配電柜的電源輸出端通過斷路器與所述分線母排的輸入端電連接；

所述分線母排包括多路單相輸出和一路三相輸出，該分線母排單相輸出中的幾路分別與所述抱閘電源模塊、24V電源控制模塊和15V電源控制模塊電連接，所述抱閘電源模塊、電源控制模塊和15V電源控制模塊分別輸出24V、24V和15V直流電；

所述分線母排上的剩余多路單相輸出和一路三相輸出分別輸出單相220V交流電或三相220V交流電。

進一步的，所述UMAC控制器通過繼電器或接觸器由分線母排的一路單相輸出、24V電源控制模塊和15V電源控制模塊提供電源。

進一步的，所述PLC控制器通過繼電器或接觸器由分線母排的一路單相輸出和24V電源控制模塊提供電源。

進一步的，所述工控機通過繼電器或接觸器由所述分線母排的一路單相輸出提供電源。

進一步的，所述伺服驅動器通過繼電器或接觸器由所述分線母排輸出端的一路單相輸出和一路三相輸出以及24V電源控制模塊提供電源。

進一步的，所述通用七軸冗余工業機器人協調控制系統還包括風扇和照明裝置，所述風扇和照明裝置分別與所述分線母排的輸出端電連接。

進一步的，所述通用七軸冗余工業機器人協調控制系統還包括抱閘，所述抱閘通過繼電器或接觸器與所述抱閘電源模塊的輸出端電連接。

進一步的，所述通用七軸冗余工業機器人協調控制系統還包括開關、按鈕和指示燈，所述開關、按鈕和指示燈分別與所述24V電源控制模塊電連接。

進一步的，所述通用七軸冗余工業機器人協調控制系統還包括安全柵，所述安全柵與所述24V電源控制模塊電連接。

進一步的，所述安全模塊包括安全開關、限位開關報警模塊、驅動器報警模塊、急停報警模塊和手自動切換模塊，所述安全開關、限位開關報警模塊和驅動報警模塊與所述UMAC控制器信號連接，所述UMAC控制器與所述PLC控制器信號連接，所述急停報警模塊和手自動切換模塊與所述PLC控制器信號連接，所述工控機與所述UMAC控制器和PLC控制器信號連接。

相對于現有技術，本實用新型所述的通用七軸冗余工業機器人協調控制系統具有以下優勢：

(1)本實用新型所述的通用七軸冗余工業機器人協調控制系統，通過UMAC控制器、伺服驅動器和工控機之間的通信配合，實現七軸冗余工業機器人運動的精確控制。