[發明專利]多軸機器人控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910571722.5
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110181520A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 戴曉洪
• 申請（專利權）人: 長沙開山斧智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/02
• 代理公司: 長沙市標致專利代理事務所(普通合伙) 43218
• 代理人: 楊娜

1.多軸機器人控制系統，包括主控制板，其特征在于，所述主控制板包括：

操作器接口，用于連接多軸手動同步操作器，以傳輸多軸手動同步操作器發送來的控制信息，包括檢測多軸機器人轉動的運行脈沖、方向、目標點位置和過渡點位置信息；其中，過渡點為多軸機器人在運行軌跡中需要經過的位置；目標點為多軸機器人執行任務的位置；

存儲器，用于存儲多軸手動同步操作器發送來的控制信息和優化完成待運行的軌跡數據；

控制器，用于對存儲的控制信息進行計算，獲得過渡點和目標點的坐標信息、優化運行軌跡，以及將優化好的軌跡數據存儲到存儲器中；將優化好的軌跡數據發送給伺服驅動器，控制多軸機器人按照優化過的軌跡運行；

伺服驅動器接口，用于連接伺服驅動器，以向伺服驅動器傳輸多軸手動同步操作器發送的控制信息或從存儲器中提取優化好的軌跡數據；伺服驅動器的數量與多軸機器人各軸電機的數量相對應。

2.根據權利要求1所述的多軸機器人控制系統，其特征在于，所述主控制板還包括：

遠程通訊接口，用于接入網絡，實現遠程操作；

視頻接口，用于連接攝像頭，實時監控機器人的姿態，并將采集到的視頻信號通過網絡同步傳送到操作遠端，操作遠端將多軸手動同步操作器的信息通過網絡傳輸到控制器。

3.根據權利要求1或2所述的多軸機器人控制系統，其特征在于，所述主控制板還包括

以下至少一種接口：

USB接口，用于實現控制系統與外部設備的連接和通訊；

人機協作安全接口，用于連接安全傳感器，一旦檢測到多軸機器人碰觸到障礙物，安全傳感器發送信息給控制器，控制器控制伺服驅動器使多軸機器人停止動作，在障礙物消除后，多軸機器人將從停止位置處開始繼續未完成的運行程序；

機器人限位及安全接口，用于連接限位傳感器，通過限位傳感器來限制多軸機器人各軸擺動的最大幅度；

人機界面通訊接口，用于進行多軸機器人的相關參數設置，實現人機交互；

編碼器反饋接口，用于反饋多軸機器人上的電機的旋轉角度/位置，再由控制器處理后將控制信號發送給伺服驅動器來控制電機狀態或位置；

通用I/O接口，用于接收外部姿態和輸出控制外部狀態，以及在有多臺機器人聯動時的協調。

4.根據權利要求1或2所述的多軸機器人控制系統，其特征在于，所述多軸手動同步操作器連接控制器，用于在控制器控制下將所述的控制信息同時發送給控制器和伺服驅動器；控制器的伺服驅動輸出端經伺服驅動器接口連接到伺服驅動器。

5.多軸機器人控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

在多軸手動同步操作器錄入運行軌跡的狀態下，多軸手動同步操作器的輸入端口打開，控制器對應的操作器接口處于接收狀態、對應的伺服驅動器接口處于接通狀態；多軸手動同步操作器同時、同步發送控制信息給控制器和多個伺服驅動器；所述控制信息包括檢測多軸機器人轉動的運行脈沖、方向、目標點位置和過渡點位置信息；控制器通過存儲器存儲所述控制信息；多個伺服驅動器則根據控制信息去控制多軸機器人的各軸處的電機動作；

在計算狀態下，控制器對存儲的控制信息進行計算，獲得過渡點和目標點的坐標信息、優化運行軌跡；計算好的信息再儲存至存儲器待用；

在多軸機器人按照設定軌跡運行的狀態下，多軸手動同步操作器的端口關閉，控制器對應的端口處于輸出狀態，控制器在存儲器中取出軌跡數據，發送給伺服驅動器，結合編碼器反饋，形成閉環控制，來控制多軸機器人按照設定的軌跡運行。

6.根據權利要求5所述的多軸機器人控制方法，其特征在于，在遠程操作狀態下，控制器通過接入攝像頭和網絡，攝像頭實時監控機器人的姿態，并將采集到的視頻信號，通過網絡同步傳送到操作遠端，同時在操作遠端將手動操作控制手柄的信號，通過網絡傳輸到控制器，實現遠程可視化操作。

7.根據權利要求5或6所述的多軸機器人控制方法，其特征在于，在所述多軸手動同步操作器錄入運行軌跡的狀態下，當多軸手動同步操作器有至少兩個時，則選擇其中一個多軸手動同步操作器的輸入端口打開，其他多軸手動同步操作器的輸入端口關閉。