一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括主站控制計(jì)算機(jī)和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、集成控制芯片、PLC控制器、圖像采集模塊、無(wú)線傳輸模塊和ARM控制器，DSP芯片控制器和ARM控制器均與主站控制計(jì)算機(jī)通信連接，DSP芯片控制器、集成控制芯片和ARM控制器彼此通信連接，四臺(tái)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)均與DSP芯片控制器通信連接，多個(gè)避障位移傳感器、定位傳感器、加速度傳感器均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。本發(fā)明的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算速度快，使關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)向靈活、動(dòng)作穩(wěn)定精確，便于無(wú)線監(jiān)控。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，屬于裝配作業(yè)的 四關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人可以代替人類(lèi)做一些比較單調(diào)、比較頻繁和重復(fù)率較 高的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是在危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，一般用作搬取零件和裝配工作，在微電 子制造業(yè)、塑料工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng) 用，它對(duì)于提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障人身安全、改 善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本等有著十分重要的意義。 [0003] SCARA工業(yè)機(jī)器人即裝配作業(yè)的機(jī)器人手臂是一種圓柱坐標(biāo)型的工業(yè)機(jī)器人，它 依靠旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)大臂和小臂來(lái)實(shí)現(xiàn)X-Y平面內(nèi)的快速定位，依靠一個(gè)手腕移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)手 腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)在Z方向上做伸縮和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其具有四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，該系列的操作手在其動(dòng) 作空間的四個(gè)方向具有有限剛度，而在剩下的其余兩個(gè)方向上具有無(wú)限大剛度。這種結(jié)構(gòu) 特性使得SCARA機(jī)器人擅長(zhǎng)從一點(diǎn)抓取物體，然后快速的安放到另一點(diǎn)，因此SCARA機(jī)器人 在自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上得到了廣泛的應(yīng)用。SCARA機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈活，速度快、位置精 度高，它的使用大大提高了機(jī)器人對(duì)復(fù)雜裝配任務(wù)的適應(yīng)性，同時(shí)也降低了成本，提高了工 作空間利用率。
[0004] SCARA關(guān)節(jié)機(jī)器人在搬運(yùn)貨物過(guò)程中要時(shí)刻判斷主控制器輸入的位置參數(shù)，并判 斷周?chē)沫h(huán)境時(shí)刻避障，然后由運(yùn)動(dòng)控制器反復(fù)控制其精確的加速和減速進(jìn)行搬運(yùn)貨物， 稍微的誤差累計(jì)就有可能在多回合運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)致運(yùn)輸失敗。國(guó)內(nèi)對(duì)SCARA機(jī)器人的使用雖然 有幾十年，但是由于國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展起步比較晚，受較多關(guān)鍵技術(shù)的影響，SCARA機(jī)器 人的發(fā)展也受所影響，傳統(tǒng)的機(jī)器人原理如圖1所示，在長(zhǎng)期使用期間出現(xiàn)眾多問(wèn)題： (1)在SCARA機(jī)器人進(jìn)行零位置歸位時(shí)，或者是機(jī)器人復(fù)位時(shí)，均依靠人工目測(cè)的方式， 使得機(jī)器人的零位置設(shè)定有誤。
[0005] (2)雖然永磁直流伺服電機(jī)較直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)功能有所提高，但是普通永磁直 流伺服電機(jī)為有刷結(jié)構(gòu)，因存在集電環(huán)炭刷結(jié)構(gòu)，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生火花，特別是在高速時(shí) 將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)火，產(chǎn)生無(wú)線電干擾，不適合高速旋轉(zhuǎn)，不適合運(yùn)用于帶載運(yùn)行的SCARA機(jī) 器人。
[0006] (3 )永磁直流伺服電機(jī)為有刷結(jié)構(gòu)，集電環(huán)和碳刷之間直接接觸且高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 這種機(jī)械結(jié)構(gòu)使得有機(jī)械摩擦存在，產(chǎn)生較大的機(jī)械噪聲，使得SCARA機(jī)器人的噪聲污染增 大。
[0007] (4)永磁直流伺服電機(jī)為有刷結(jié)構(gòu)，需要定期更換炭刷，電機(jī)只能采用開(kāi)啟式防護(hù) 形式，并且有刷直流電機(jī)效率低，不適合運(yùn)用于帶載運(yùn)行的SCARA機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制 系統(tǒng)，該輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算速度快，使關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)向 靈活、動(dòng)作穩(wěn)定精確、體積小巧，性能穩(wěn)定，噪聲低，便于無(wú)線監(jiān)控。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種輕載無(wú)線傳輸四核快 速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大 臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y驅(qū)動(dòng)機(jī)器人小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú) 刷直流伺服電機(jī)Z驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R驅(qū)動(dòng)機(jī)器人 手腕升降運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)器人大臂上安裝有避障位移傳感器S1、避障位移傳感器S2和加速度 傳感器A1，所述機(jī)器人小臂上安裝有避障位移傳感器S3、避障位移傳感器S4和加速度傳感 器A2,所述機(jī)器人手腕上安裝有定位傳感器S5和加速度傳感器A3,所述的控制系統(tǒng)包括主 站控制計(jì)算機(jī)和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、P1C控制器、集成控制芯片、圖像 采集模塊、無(wú)線傳輸模塊和ARM控制器，所述圖像采集模塊與無(wú)線傳輸模塊之間通信連接， 所述DSP芯片控制器、集成控制芯片和P1C控制器均與所述主站控制計(jì)算機(jī)通信連接，所述 DSP芯片控制器、集成控制芯片和ARM控制器彼此通信連接，所述無(wú)線傳輸模塊和ARM控制器 通信連接，所述P1C控制器與ARM控制器通信連接，所述稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土 永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R均 與所述DSP芯片控制器通信連接，所述避障位移傳感器S1、避障位移傳感器S2、避障位移傳 感器S3、避障位移傳感器S4、定位傳感器S5、加速度傳感器A1、加速度傳感器A2和加速度傳 感器A3均同時(shí)與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，還包括為所述關(guān)節(jié)機(jī)器人和控制系統(tǒng)提供電源的主 電源和備用電源，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人中的各個(gè)所述電機(jī)和傳感器以及控制系統(tǒng)中的控制器均 與所述主電源和/或備用電源電性連接。
[00?1 ]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直 流伺服電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R上勻設(shè)置有光 電編碼器，所述光電編碼器與所述DSP芯片控制器電性連接。
[0012] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述圖像采集模塊為CCD攝像頭組件。
[0013] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述圖像采集模塊內(nèi)設(shè)置有解碼芯片。
[0014] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EM1，所述機(jī)器 人小臂上安裝有磁電傳感器EM2,所述機(jī)器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3和EM4,所述磁電 傳感器EM1、磁電傳感器EM2、磁電傳感器EM3和EM4均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通 信連接。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算 速度快，使關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)向靈活、動(dòng)作穩(wěn)定精確、體積小巧，性能穩(wěn)定，系統(tǒng)抗干擾能力 強(qiáng)，噪聲低，便于無(wú)線監(jiān)控，無(wú)線傳輸系統(tǒng)的加入使得主站可以實(shí)時(shí)了解工作結(jié)果，同時(shí)主 站可以隨時(shí)根據(jù)實(shí)際需要實(shí)時(shí)更改SCARA機(jī)器人工作任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它 的附圖，其中： 圖1為傳統(tǒng)SCARA機(jī)器人控制器原理圖； 圖2為基于四軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)SCARA機(jī)器人二維結(jié)構(gòu)圖； 圖3為DSP控制器與集成控制芯片連接示意圖； 圖4為基于四核四軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)SCARA機(jī)器人控制器原理圖； 圖5為基于四核四軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)SCARA機(jī)器人程序框圖； 圖6為基于四核四軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖； 圖7為四軸電機(jī)加減速曲線圖； 圖8為本發(fā)明的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、主站控制計(jì)算機(jī)，2、控制器，3、DSP芯片控制器，4、 ARM控制器，5、主電源，6、備用電源，7、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X，8、稀土永磁無(wú)刷直流 伺服電機(jī)Y，9、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z，10、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R，11、光電編 碼器，12、避障位移傳感器S1，13、避障位移傳感器S2,14、避障位移傳感器S3,15、避障位移 傳感器S4，16、定位傳感器S5，17、加速度傳感器Α1，18、加速度傳感器Α2，19、加速度傳感器 A3，20、PLC控制器，21、磁電傳感器ΕΜ1，22、磁電傳感器ΕΜ2，23、磁電傳感器ΕΜ3，24、磁電傳 感器ΕΜ4，25、無(wú)線傳輸模塊，26、圖像采集模塊，27、解碼芯片，28、集成控制芯片。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0019] 請(qǐng)參閱圖2至圖8,本發(fā)明實(shí)施例包括:一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控 制系統(tǒng)，該機(jī)器人為基于四軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的SCARA機(jī)器人，即所述關(guān)節(jié)機(jī)器 人采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X7驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺 服電機(jī)Y8驅(qū)動(dòng)機(jī)器人小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z9驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R10驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕升降運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)器人大臂上 安裝有避障位移傳感器S1 12、避障位移傳感器S2 13和加速度傳感器A1 17,所述機(jī)器人小 臂上安裝有避障位移傳感器S3 14、避障位移傳感器S4 15和加速度傳感器A2 18,所述機(jī)器 人手腕上安裝有定位傳感器S5 16和加速度傳感器A3 19。
[0020] 所述的控制系統(tǒng)包括主站控制計(jì)算機(jī)1和控制器2,所述控制器2包括DSP芯片控制 器3、集成控制芯片28、P1C控制器20、圖像采集模塊26、無(wú)線傳輸模塊25和ARM控制器4,所述 圖像采集模塊26與無(wú)線傳輸模塊25之間通信連接，所述DSP芯片控制器3、集成控制芯片28 和P1C控制器20均與所述主站控制計(jì)算機(jī)1通信連接，所述DSP芯片控制器3、集成控制芯片 28和ARM控制器4彼此通信連接，所述無(wú)線傳輸模塊25和ARM控制器4通信連接，所述P1C控制 器20與ARM控制器4通信連接，所述圖像采集模塊26內(nèi)設(shè)置有解碼芯片27。
[0021 ] 所述稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X7、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y8、稀土永磁無(wú) 刷直流伺服電機(jī)Z9和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R10均與所述DSP芯片控制器3通信連接， 所述避障位移傳感器SI 12、避障位移傳感器S2 13、避障位移傳感器S3 14、避障位移傳感 器S4 15、定位傳感器S5 16、加速度傳感器A1 17、加速度傳感器A2 18和加速度傳感器A3 19均同時(shí)與所述DSP芯片控制器3、PLC控制器20和ARM控制器4通信連接。
[0022]優(yōu)選地，本發(fā)明的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)還包括為所述關(guān)節(jié) 機(jī)器人和控制系統(tǒng)提供電源的主電源5和備用電源6,所述關(guān)節(jié)機(jī)器人中的各個(gè)所述電機(jī)和 傳感器以及控制系統(tǒng)中的控制器2均與所述主電源5和/或備用電源6電性連接。
[0023] 優(yōu)選地，所述稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X 7、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y 8、稀 土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z 9和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R10上勻設(shè)置有光電編碼器11， 所述光電編碼器11與所述DSP芯片控制器3電性連接。
[0024]優(yōu)選地，所述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EM1 21，所述機(jī)器人小臂上安裝有 磁電傳感器EM2 22,所述機(jī)器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3 23和EM4 24,所述磁電傳感 器EM1 21、磁電傳感器EM2 22、磁電傳感器EM3 23和EM4 24均與所述DSP芯片控制器3和ARM 控制器4通信連接。這些磁電傳感器分別讀取各自的零位設(shè)置標(biāo)志，當(dāng)四者均探測(cè)到信號(hào) 時(shí)，SCARA機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精確復(fù)位，提高了復(fù)位的精確度。
[0025] 本發(fā)明采用DSP控制器3(TMS320F2812)+PLC控制器20+集成控制芯片28+ARM控制 器4(STM32F746)四核進(jìn)行系統(tǒng)控制。集成控制芯片28采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的大規(guī) 模集成芯片LM628。本發(fā)明的控制器原理為:在電源打開(kāi)狀態(tài)下，ARM控制器先對(duì)機(jī)器人備用 電源S0C(荷電狀態(tài))和主電源進(jìn)行判斷，如果備用能源較低，控制器將通過(guò)無(wú)線向總站發(fā)出 報(bào)警信號(hào)；如果備用電源和主電源工作正常，先由總站通過(guò)PLC控制器把搬運(yùn)貨物大臂、小 臂和手腕旋轉(zhuǎn)角度以及升降高度或者是搬用貨物的各個(gè)坐標(biāo)信息輸入給ARM，然后由ARM計(jì) 算出機(jī)器人伺服系統(tǒng)的參數(shù);SCARA機(jī)器人攜帶的零位置傳感器EM1、EM2、EM3和EM4和基于 CCD的圖像采集系統(tǒng)開(kāi)始工作，二者引導(dǎo)機(jī)器人復(fù)位到設(shè)定零位置，機(jī)器人進(jìn)入自鎖狀態(tài)； 一旦搬運(yùn)命令開(kāi)始后，機(jī)器人攜帶的避障傳感器、定位傳感器和加速度傳感器均開(kāi)啟， SCARA機(jī)器人按照設(shè)定ARM優(yōu)化的搬運(yùn)路徑快速搬運(yùn)，DSP與LM628通訊，LM628按照伺服參數(shù) 和傳感器反饋實(shí)時(shí)調(diào)整SCARA機(jī)器人稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直流伺服 電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R的ΠΜ輸出，實(shí)現(xiàn)四臺(tái) 稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的實(shí)時(shí)伺服控制，(XD攝像頭實(shí)時(shí)檢測(cè)搬運(yùn)結(jié)果，ARM對(duì)數(shù)字圖 像的處理和存儲(chǔ)并通過(guò)無(wú)線系統(tǒng)傳輸，主站通過(guò)圖像對(duì)比技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)搬運(yùn)結(jié)果。如果ARM 對(duì)搬運(yùn)某一個(gè)位置有疑問(wèn)，將與DSP通訊，DSP通過(guò)LM628使SCARA機(jī)器人停車(chē)，然后主站通過(guò) 圖像對(duì)比對(duì)搬運(yùn)信息進(jìn)行判斷，確認(rèn)無(wú)誤后通過(guò)無(wú)線裝置二次啟動(dòng)SCARA機(jī)器人繼續(xù)未完 成的任務(wù);主站通過(guò)PLC實(shí)時(shí)與ARM通訊傳輸新加入搬運(yùn)貨物位置信息，由ARM更新機(jī)器人伺 服系統(tǒng)參數(shù)，并與DSP通訊，通過(guò)LM628控制機(jī)器人完成新的任務(wù)。
[0026] 參照?qǐng)D1，圖2,圖3和圖4、圖5、圖6、圖7,其具體的功能實(shí)現(xiàn)如下： 1)SCARA機(jī)器人電源打開(kāi)后，ARM會(huì)對(duì)備用電源S0C和主電源進(jìn)行判斷，如果備用電源 S0C較低時(shí)，DSP將禁止控制四臺(tái)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的LM628工作，電機(jī)輸入波 控制信號(hào)被封鎖，同時(shí)報(bào)警傳感器將工作通過(guò)無(wú)線裝置向總站并發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果電池 S0C正常，SCARA機(jī)器人進(jìn)入待工作狀態(tài)，等待工作命令。
[0027] 2)-旦總站工作命令開(kāi)始，PLC開(kāi)始與ARM通訊，PLC控制器把大臂、小臂長(zhǎng)度和升 降桿的長(zhǎng)度等信息通過(guò)RS484傳入到ARM控制器，機(jī)器人開(kāi)始校正零位置，SCARA機(jī)器人攜帶 的磁電傳感器EM1、EM2、EM3和EM4和基于CCD的圖像采集系統(tǒng)開(kāi)始工作，EM1、EM2、EM3和EM4 各自尋找設(shè)定的零位置標(biāo)志，當(dāng)磁電傳感器EMI、EM2、EM3和EM4均有信號(hào)輸出時(shí)，ARM實(shí)時(shí)傳 輸復(fù)位圖像給總站，總站確認(rèn)無(wú)誤后，通過(guò)無(wú)線裝置與DSP通訊，DSP通過(guò)LM628封鎖四路稀 土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的PWM波控制信號(hào)，SCARA機(jī)器人自動(dòng)引導(dǎo)零位置復(fù)位完成，此時(shí) ARM控制器和DSP控制器設(shè)定各個(gè)旋轉(zhuǎn)角度4 = ? = 4 = ?*，手腕上升高度。
[0028] 3 )為了滿(mǎn)足SCARA機(jī)器人的加減速運(yùn)動(dòng)需要，本發(fā)明采用如圖7的運(yùn)動(dòng)時(shí)間梯形 圖，此梯形圖包含的面積就是機(jī)器人大臂、小臂和手腕要旋轉(zhuǎn)的角度或者是手腕升降的高 度，為了方便控制，本發(fā)明采用單一加速度模式。
[0029] 4)SCARA機(jī)器人讀取其工作模式如果是人工工作模式，主站開(kāi)始通過(guò)PLC與ARM控 制器通訊，由主站輸入SCARA機(jī)器人大臂、小臂和手腕需要旋轉(zhuǎn)的角度咚，內(nèi)，也以及SCARA 機(jī)器人手腕需要上升或者是下降的高度心給ARM控制器，ARM控制器根據(jù)Denavit-Hartenberg算法開(kāi)始機(jī)器人位置和姿態(tài)正向求解:ARM控制器首先根據(jù)SCARA機(jī)器人大臂、 小臂和手腕需要旋轉(zhuǎn)的角度砵，爲(wèi)，蜂以及SCARA機(jī)器人手腕需要上升的高度?%計(jì)算出相 鄰兩桿件坐標(biāo)系之間的位姿矩陣^，，％，，并用各自用4*4二維數(shù)組標(biāo)志，氧?， 分別表不如下：
[0030] ARM控制器然后通過(guò)公式:= 就可以求出手腕執(zhí)彳丁器完成任務(wù) 后的位置和姿態(tài)，并與DSP通訊，傳輸人工輸入?yún)?shù)給DSP。
[0031] 5) SCARA機(jī)器人讀取工作模式如果是正常自動(dòng)搬運(yùn)工作模式，主站開(kāi)始通過(guò)PLC 與ARM控制器通訊，由主站輸入SCARA機(jī)器人所處的初始位置和給定位置三維坐標(biāo)給ARM控 制器，ARM控制器根據(jù)Denavi t-Hartenberg算法開(kāi)始機(jī)器人逆向求解:ARM控制器首先根據(jù) 大臂、小臂長(zhǎng)度以及最終的三維坐標(biāo)中的X和Y坐標(biāo)求出大臂需要旋轉(zhuǎn)的角度烤，并借助A 的值求出式的值，并根據(jù)三維坐標(biāo)中的Z坐標(biāo)求出手腕上升或降低的高度峪，最終求出旋 轉(zhuǎn)角度砵，由于在求解硌的時(shí)候方程具有雙解，所以SCARA機(jī)器人求出大臂、小臂和手腕需 要旋轉(zhuǎn)的角度4，為，咚以及SCARA機(jī)器人手腕需要上升的高度A后，ARM控制器會(huì)對(duì)求解 結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，然后ARM控制器與DSP通訊，把機(jī)器人最有伺服運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸給DSP控制器。 [0032] 6)DSP控制器接受SCARA機(jī)器人大臂、小臂和手腕需要旋轉(zhuǎn)的角度蜷，蠔，％以及 SCARA機(jī)器人手腕需要上升的高度后，大臂、小臂和手腕上的傳感器S1~S5、EM1、EM2和 EM3將開(kāi)啟，首先SCARA機(jī)器人要對(duì)零位置進(jìn)行判斷，確認(rèn)初始位置無(wú)誤后，SCARA機(jī)器人對(duì) 各個(gè)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)的障礙物進(jìn)行判斷，如存在障礙物將向DSP發(fā)出中斷請(qǐng)求，DSP會(huì)對(duì) 中斷做第一時(shí)間響應(yīng)，然后DSP禁止四軸LM628工作，四軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)PWM波 控制信號(hào)被封鎖，SCARA機(jī)器人禁止稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直流伺服 電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z和電機(jī)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R工作，機(jī)器人自鎖 在原地，基于CCD的圖像采集系統(tǒng)開(kāi)啟，ARM處理后通過(guò)無(wú)線裝置向總站發(fā)出中斷請(qǐng)求，為了 防止信息誤判，總站通過(guò)無(wú)線傳輸圖像二次判斷運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的障礙物信息，由總站人為處 理障礙物，防止障礙物影響搬運(yùn)工作。
[0033] 7)如果總站二次通過(guò)圖像采集結(jié)果確定無(wú)障礙物進(jìn)入運(yùn)動(dòng)區(qū)域，將通過(guò)無(wú)線裝置 與DSP通訊，DSP控制器按照?qǐng)D7的速度時(shí)間曲線對(duì)運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行分解，DSP首先把三個(gè)旋轉(zhuǎn) 角度成，硃，負(fù)轉(zhuǎn)化為三臺(tái)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的加速度、速度和位置初始指令值， 然后DSP與LM628通訊，LM628結(jié)合電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z的光電編碼器反饋，經(jīng)LM628內(nèi)部伺 服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z的PWM波控制信號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū) 動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整LM628內(nèi)部伺服控制程序的PID參 數(shù)，LM628控制器通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通 過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，使三軸稀土永 磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)時(shí)刻同步工作，DSP時(shí)刻記錄機(jī)器人已經(jīng)運(yùn)動(dòng)的位置參數(shù)，并通過(guò)無(wú)線 實(shí)時(shí)向總站傳輸。
[0034] 8)在SCARA機(jī)器人移動(dòng)過(guò)程中，傳感器S1~S4時(shí)刻對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的移動(dòng)障礙物進(jìn)行 判斷，如果有障礙物進(jìn)入運(yùn)動(dòng)范圍，DSP立即通過(guò)LM628使SCARA機(jī)器人的大臂、小臂和手腕 按照?qǐng)D7的減速運(yùn)動(dòng)曲線立即停車(chē)，DSP控制器記錄下當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度成，硨?zhuān)诵畔?，并通過(guò) 無(wú)線與主站通訊;等障礙物消失后，主站通過(guò)無(wú)線裝置向DSP輸入新位置的旋轉(zhuǎn)角度或，$ ，:或，然后DSP控制LM628按照?qǐng)D7的運(yùn)動(dòng)曲線重新經(jīng)過(guò)三段運(yùn)動(dòng)軌跡:加速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng) 和減速運(yùn)動(dòng)，最終到達(dá)設(shè)定點(diǎn)。
[0035] 9)在移動(dòng)過(guò)程中，DSP時(shí)刻記錄加速度計(jì)反饋的大臂、小臂和手腕旋轉(zhuǎn)的角加速 度，控制器通過(guò)二次積分得到大臂、小臂和手腕的旋轉(zhuǎn)角度，并與設(shè)定的位置角度值相比 較，如果偏差大于設(shè)定閥值，DSP把這個(gè)偏差轉(zhuǎn)化為三臺(tái)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)新的 加速度、速度和位置初始指令值，在下一個(gè)采樣周期，DSP與LM628通訊，LM628結(jié)合電機(jī)X、電 機(jī)Y和電機(jī)Z電機(jī)光電編碼器反饋的反饋，經(jīng)LM628內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電 機(jī)Z的PWM波控制信號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù) 輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整LM628內(nèi)部伺服控制程序的PID參數(shù)，LM628控制器通過(guò)調(diào)整稀土永 磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電 機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，進(jìn)而消除上一個(gè)采樣周期產(chǎn)生的誤差，使SCARA 機(jī)器人按照設(shè)定軌跡完成任務(wù)。
[0036] 10)在SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，DSP會(huì)時(shí)刻儲(chǔ)存所經(jīng)過(guò)的SCARA機(jī)器人所處的位置 或者是經(jīng)過(guò)的參考點(diǎn)，并根據(jù)這些距離信息由DSP計(jì)算得到相對(duì)下一個(gè)參考點(diǎn)SCARA機(jī)器人 稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)z 分別要運(yùn)行的角度、角度速度和角加速度，LM628結(jié)合電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z電機(jī)光電編碼器 反饋的反饋，經(jīng)內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)冗的! 3麗波控制信號(hào)，P麗波控制 信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整LM628內(nèi)部 伺服控制程序的PID參數(shù)，通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋 轉(zhuǎn)角度，通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，使 SCARA機(jī)器人按照設(shè)定速度快速前行。
[0037] 11)在SCARA機(jī)器人完成三軸旋轉(zhuǎn)角度成，4，咚的伺服控制后，DSP二次檢測(cè)加速 度傳感器的積分值，如果發(fā)現(xiàn)SCARA機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程受到外界干擾后三個(gè)旋轉(zhuǎn)角度A，咚， 巧與設(shè)定角度的誤差超過(guò)設(shè)定閥值時(shí)，CCD圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集搬運(yùn)信息，經(jīng)ARM處理后 通過(guò)無(wú)線裝置向總站發(fā)出圖像傳輸請(qǐng)求，總站通過(guò)圖像對(duì)比技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)搬運(yùn)結(jié)果，DSP把 三個(gè)旋轉(zhuǎn)角度偏差內(nèi)，A&轉(zhuǎn)化為三臺(tái)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)位置微調(diào)的加速 度、速度和位置初始指令值，然后DSP與LM628通訊，LM628結(jié)合電機(jī)X、電機(jī)Υ和電機(jī)Ζ電機(jī)光 電編碼器反饋的反饋，經(jīng)LM628內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Υ和電機(jī)Ζ的PWM波控制信 號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí) 調(diào)整LM628內(nèi)部伺服控制程序的PID參數(shù)，LM628控制器通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率 實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，通過(guò)三軸稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的再次工作使機(jī)器人大臂、 小臂和手腕到達(dá)設(shè)定位置。
[0038] 12)當(dāng)SCARA機(jī)器人的大臂、小臂和手腕完成角度4 ,咚，芎的角度補(bǔ)償?shù)竭_(dá)設(shè)定 位置后，手腕上的傳感器ΕΜ4將再次開(kāi)啟，首先SCARA機(jī)器人要對(duì)零位置進(jìn)行判斷，確認(rèn)初始 位置無(wú)誤后，DSP按照?qǐng)D7的速度時(shí)間曲線，把手腕要升降的距離，轉(zhuǎn)化為稀土永磁無(wú)刷直 流伺服電機(jī)R的加速度、速度和位置初始指令值，然后DSP與LM628通訊，LM628結(jié)合電機(jī)R光 電編碼器的反饋，經(jīng)內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)R的PWM波控制信號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng) 橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整LM628內(nèi)部伺服控制程 序的PID參數(shù)，DSP控制器通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn) 角度，通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，使手 腕平穩(wěn)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)設(shè)定位置。
[0039] 13)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中如果SCARA機(jī)器人發(fā)現(xiàn)位置參數(shù)求解出現(xiàn)死循環(huán)將向ARM發(fā)出中 斷請(qǐng)求，ARM會(huì)對(duì)中斷做第一時(shí)間響應(yīng)，ARM控制器將立即與DSP通訊，DSP立即通過(guò)LM628封 鎖四臺(tái)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的控制信號(hào)，機(jī)器人原地自鎖，ARM控制器通過(guò)無(wú)線裝置 與主站進(jìn)行通訊，CCD時(shí)刻采集周?chē)畔⒉⑼ㄟ^(guò)無(wú)線傳輸，主站對(duì)圖像采集信息進(jìn)行分析， 并根據(jù)采集結(jié)果二次重新啟動(dòng)SCARA機(jī)器人，通過(guò)PLC控制器二次向SCARA機(jī)器人輸入搬運(yùn) 信息。
[0040] 14)在SCARA機(jī)器人多次反復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果主站發(fā)現(xiàn)有臨時(shí)重要任務(wù)加入工作 隊(duì)列中，主站將開(kāi)啟PLC控制器，由主站通過(guò)PLC控制器與ARM通訊，PLC通過(guò)RS485向ARM輸入 重要任務(wù)的位置伺服參數(shù)，ARM與DSP通訊，首先由DSP控制LM628完成當(dāng)前未完成的任務(wù)，同 時(shí)ARM更新DSP原有的伺服運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)隊(duì)列，并傳輸新的伺服位置參數(shù)給DSP，使DSP控制 LM628完成插入隊(duì)列中的重要臨時(shí)任務(wù)。
[0041 ] 15)在SCARA機(jī)器人多次反復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果當(dāng)磁電傳感器EM1、EM2、EM3和EM4讀 到傳感信號(hào)時(shí)，DSP控制器將以零位置參數(shù)代替現(xiàn)有的位置參數(shù)進(jìn)行新的位置伺服控制，并 計(jì)算出誤差，在下一個(gè)采樣周期，DSP通過(guò)LM628內(nèi)部三閉環(huán)稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)控 制程序?qū)φ`差進(jìn)行補(bǔ)償，及時(shí)消除累計(jì)誤差。
[0042] 16)在SCARA機(jī)器人搬運(yùn)過(guò)程中，主站會(huì)對(duì)基于CCD的采集圖像進(jìn)行自動(dòng)分析對(duì)比， 如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題某一位置存在問(wèn)題時(shí)，主站先通過(guò)無(wú)線裝置與DSP通訊，DSP首先控制LM628完成 當(dāng)前任務(wù)并在設(shè)定零位置停車(chē)，由主站自動(dòng)檢測(cè)搬運(yùn)結(jié)果，自動(dòng)檢測(cè)完畢后通過(guò)ARM更新 DSP下一個(gè)伺服控制的位置參數(shù)，由DSP控制LM628實(shí)現(xiàn)新位置的伺服控制。
[0043] 17)裝在稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y、稀土永磁無(wú) 刷直流伺服電機(jī)Z、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R上的光電編碼器會(huì)輸出其位置信號(hào)A和位 置信號(hào)B，光電編碼器的位置信號(hào)A脈沖和B脈沖邏輯狀態(tài)每變化一次，DSP和ARM內(nèi)的位置寄 存器會(huì)根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行方向加1或者是減1;光電編碼器的位置信號(hào)A脈沖和B脈沖和Z脈沖 同時(shí)為低電平時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)INDEX信號(hào)給DSP和ARM內(nèi)部寄存器，記錄稀土永磁無(wú)刷直流伺 服電機(jī)的絕對(duì)位置，然后換算成SCARA機(jī)器人大臂、小臂或者是手腕在三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的具 體位置，ARM控制器實(shí)時(shí)通過(guò)PLC與主站通訊，把重要的位置參數(shù)傳輸給主站。當(dāng)磁電傳感器 EMI、EM2和EM3讀到傳感信號(hào)時(shí)，DSP控制器將以零位置參數(shù)代替現(xiàn)有的位置參數(shù)，及時(shí)消除 累計(jì)誤差。
[0044] 18)SCARA機(jī)器人在運(yùn)行過(guò)程ARM控制器時(shí)刻對(duì)AC交流主電源進(jìn)行監(jiān)控，如果控制 器發(fā)現(xiàn)主電源出現(xiàn)故障突然斷電時(shí)，ARM會(huì)與DSP通訊，并開(kāi)通備用電源，由備用電源為四軸 稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)提供能量，DSP通過(guò)LM628內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序?qū)崟r(shí)調(diào)整四臺(tái)稀土 永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的PWM輸出，LM628控制器通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的驅(qū) 動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)調(diào)整稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角 速度快慢的變化，使SCARA機(jī)器人完成這次搬運(yùn)任務(wù)，然后SCARA機(jī)器人通過(guò)PLC與主站進(jìn)行 通訊，并通知主站進(jìn)行檢修。
[0045] 19)在SCARA機(jī)器人多軸伺服系統(tǒng)工作過(guò)程中，如果DSP伺服控制器檢測(cè)到某一個(gè) 稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)脈動(dòng)，由于本發(fā)明采用的稀土永磁無(wú)刷直流伺服電 機(jī)力矩與電機(jī)電流成正比例，因此控制器會(huì)很容易補(bǔ)償此干擾，并根據(jù)干擾大小DSP實(shí)時(shí)調(diào) 整LM628內(nèi)部的PID參數(shù)，減少了電機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)對(duì)SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影響。
[0046] 20)當(dāng)SCARA機(jī)器人完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)位置歸零時(shí)，其攜帶的加速度傳感器A1~A3、磁 電傳感器EMI、EM2、EM3和EM4會(huì)時(shí)刻工作，先有加速度傳感器檢測(cè)其加速度，當(dāng)加速度超過(guò) 預(yù)設(shè)閥值時(shí)，在下一個(gè)周期DSP控制器會(huì)通過(guò)LM628修正上一個(gè)周期帶來(lái)的誤差，當(dāng)磁電傳 感器EMI、EM2、EM3、EM4均有信號(hào)輸出時(shí)，（XD圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集復(fù)位信息，經(jīng)ARM處理 后通過(guò)無(wú)線裝置向總站發(fā)出圖像傳輸請(qǐng)求，總站通過(guò)圖像對(duì)比技術(shù)自動(dòng)復(fù)位結(jié)果，DSP通過(guò) LM628封鎖四路稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)的PWM波控制信號(hào)，SCARA機(jī)器人自動(dòng)引導(dǎo)零位 置復(fù)位完成，SCARA機(jī)器人按照?qǐng)D7的速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)曲線實(shí)現(xiàn)從某一點(diǎn)到零位的歸位，然后 零位自鎖，等待下一批工作命令。
[0047] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā) 明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人采 用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電 機(jī)Y驅(qū)動(dòng)機(jī)器人小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Z驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)、采用稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕升降運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)器人大臂上安裝有 避障位移傳感器S1、避障位移傳感器S2和加速度傳感器Al，所述機(jī)器人小臂上安裝有避障 位移傳感器S3、避障位移傳感器S4和加速度傳感器A2,所述機(jī)器人手腕上安裝有定位傳感 器S5和加速度傳感器A3,所述的控制系統(tǒng)包括主站控制計(jì)算機(jī)和控制器，所述控制器包括 DSP芯片控制器、PlC控制器、集成控制芯片、圖像采集模塊、無(wú)線傳輸模塊和ARM控制器，所 述圖像采集模塊與無(wú)線傳輸模塊之間通信連接，所述DSP芯片控制器、集成控制芯片和PlC 控制器均與所述主站控制計(jì)算機(jī)通信連接，所述DSP芯片控制器、集成控制芯片和ARM控制 器彼此通信連接，所述無(wú)線傳輸模塊和ARM控制器通信連接，所述PlC控制器與ARM控制器通 信連接，所述稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直 流伺服電機(jī)Z和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R均與所述DSP芯片控制器通信連接，所述避障 位移傳感器Sl、避障位移傳感器S2、避障位移傳感器S3、避障位移傳感器S4、定位傳感器S5、 加速度傳感器Al、加速度傳感器A2和加速度傳感器A3均同時(shí)與所述DSP芯片控制器和ARM控 制器通信連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，還 包括為所述關(guān)節(jié)機(jī)器人和控制系統(tǒng)提供電源的主電源和備用電源，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人中的各 個(gè)所述電機(jī)和傳感器以及控制系統(tǒng)中的控制器均與所述主電源和/或備用電源電性連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)X、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)Y、稀土永磁無(wú)刷直流伺服電 機(jī)Z和稀土永磁無(wú)刷直流伺服電機(jī)R上勻設(shè)置有光電編碼器，所述光電編碼器與所述DSP芯 片控制器電性連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的教學(xué)用無(wú)線傳輸三核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)， 其特征在于，所述圖像采集模塊為CCD攝像頭組件。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的教學(xué)用無(wú)線傳輸三核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像采集模塊內(nèi)設(shè)置有解碼芯片。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其 特征在于，所述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EMl，所述機(jī)器人小臂上安裝有磁電傳感器 EM2,所述機(jī)器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3和EM4,所述磁電傳感器EM1、磁電傳感器EM2、 磁電傳感器EM3和EM4均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕載無(wú)線傳輸四核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EMl，所述機(jī)器人小臂上安裝有磁電傳感器EM2,所述機(jī) 器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3和EM4,所述磁電傳感器EMl、磁電傳感器EM2、磁電傳感器 EM3和EM4均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。
【文檔編號(hào)】B25J9/18GK105945957SQ201610412076
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張好明
【申請(qǐng)人】江蘇若博機(jī)器人科技有限公司