[發(fā)明專利]多軸機器人控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910571722.5
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110181520A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)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

多軸機器人控制系統(tǒng)及其控制方法，所述的控制系統(tǒng)包括主控制板，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(fā)送來的控制信息；存儲器，用于存儲多軸手動同步操作器發(fā)送來的控制信息和優(yōu)化的軌跡數(shù)據(jù)；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(yōu)化運行軌跡，以及將優(yōu)化好的軌跡數(shù)據(jù)存儲到存儲器中，并發(fā)送給伺服驅動器，控制多軸機器人按照優(yōu)化過的軌跡運行；伺服驅動器接口，用于連接伺服驅動器。本發(fā)明還包括多軸機器人控制方法。本發(fā)明無滯后性、精度高、計算簡單，可實現(xiàn)真正意義上的機器人無編程使用。

技術領域

本發(fā)明涉及多軸機器人控制領域，特別是一種多軸機器人控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術

多軸機器人是工業(yè)自動化領域的典型制造設備，多軸機器人通常為四至六軸機器人，能夠執(zhí)行搬運、碼垛、焊接、噴涂、裝配等工作任務。多軸機器人通常包括“手臂”和“腕”關節(jié)，在手臂和腕關節(jié)處設置多個可轉動的軸，且各軸處通過電機控制其轉動，從而形成多軸機器人。

現(xiàn)有的多軸機器人控制系統(tǒng)的操作方式主要存在以下缺陷：（1）需要將傳感器獲得的檢測信息通過控制器預處理后再發(fā)送給電機驅動器，大大產生滯后性；（2）現(xiàn)有都是通過各種算法各種分解來獲取機器人的運行軌跡，如CN107214702A公開了一種利用虛擬現(xiàn)實手柄確定機器人軌跡的規(guī)劃方法及系統(tǒng)，是獲取各離散點連成折線，并通過插補的方式獲得機器人的運行軌跡，這種方式會使計算復雜，且需要考慮操作過程中的整個平穩(wěn)性和平滑性；（3）通常通過編寫運行程序來設定機器人需要的運行軌跡，這種方式對操作人員的專業(yè)技能要求較高，效率不高，普及較困難；（4）通過攝像頭掃描人體姿態(tài)變化來控制機器人的技術，使得技術難度大，成本高，精度低，有較大的滯后性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的上述不足而提供一種無滯后性，精度高，計算簡單，無需編程的多軸機器人控制系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的技術方案是：

本發(fā)明之多軸機器人控制系統(tǒng)，包括主控制板，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(fā)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(zhí)行任務的位置；

存儲器，用于存儲多軸手動同步操作器發(fā)送來的控制信息以及優(yōu)化完成待運行的軌跡數(shù)據(jù)；

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(yōu)化運行軌跡，將優(yōu)化好的軌跡數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；運行時再到存儲器中提取優(yōu)化好的軌跡數(shù)據(jù)，再在控制器的控制下發(fā)送給伺服驅動器，控制多軸機器人按照優(yōu)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(fā)送的控制信息或從存儲器中提取優(yōu)化好的軌跡數(shù)據(jù)；伺服驅動器的數(shù)量與多軸機器人各軸電機的數(shù)量相對應。

進一步，所述主控制板還包括：

遠程通訊接口，用于接入網絡，實現(xiàn)遠程操作；

視頻接口，用于連接攝像頭，實時監(jiān)控機器人的姿態(tài)，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?shù)娇刂破鳌?/p>

進一步，所述主控制板還包括以下至少一種接口：

USB接口，用于實現(xiàn)控制系統(tǒng)與外部設備的連接和通訊；

人機協(xié)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(fā)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(xù)未完成的運行程序；