本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人的無(wú)線驅(qū)動(dòng)控制器。

背景技術(shù)：

隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的進(jìn)行，發(fā)達(dá)地區(qū)的制造業(yè)需要提升，基于人工成本不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)，點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人在點(diǎn)焊自動(dòng)作業(yè)領(lǐng)域成為最好的替代方式，尤其是因焊接生產(chǎn)過(guò)程中存在輻射強(qiáng)、煙塵大、危險(xiǎn)性高等問(wèn)題，點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人對(duì)改善焊接環(huán)境和提高焊接生產(chǎn)效率有著劇組輕重的作用。

目前，現(xiàn)有的點(diǎn)焊機(jī)器人普遍采用PLC設(shè)備和RS485現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行控制，存在成本高、控制靈活性差等問(wèn)題；同時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)不夠成熟，導(dǎo)致機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)且噪音較大，嚴(yán)重影響了機(jī)器人運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人的無(wú)線驅(qū)動(dòng)控制器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人的無(wú)線驅(qū)動(dòng)控制器，它包括用于通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)進(jìn)行信息交互的無(wú)線通信模塊、用于根據(jù)無(wú)線通信模塊接收到的控制指令通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作的主控制器以及分別為無(wú)線通信模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和主控制器提供工作電壓的電源模塊；

所述無(wú)線通信模塊包括一SX1212型或SIM900A型無(wú)線通信芯片，所述主控制器包括一STM32系列微處理器；

所述電源模塊包括一LM2576型一級(jí)穩(wěn)壓器和一AS1117型二級(jí)穩(wěn)壓器，所述一級(jí)穩(wěn)壓器的第一引腳連接12V-50V外部電源并通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容和第二電容接地、第二引腳通過(guò)連接的第一電感作為一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端，所述第一電感的兩端分別通過(guò)連接的第一二極管和第三電容接地，所述二級(jí)穩(wěn)壓器的輸入端連接一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端、輸出端作為二級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端，所述二級(jí)穩(wěn)壓器的輸入端同時(shí)通過(guò)并聯(lián)的第四電容和第五電容接地、輸出端同時(shí)通過(guò)并聯(lián)的第六電容和第七電容接地，所述主控制器的電壓輸入端連接二級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端，所述無(wú)線通信模塊和驅(qū)動(dòng)模塊分別與一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端相連；

所述驅(qū)動(dòng)模塊包括一THB6064AH型二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、一撥碼開關(guān)、一HCPL-2530型第一光耦隔離器和三個(gè)PC817型第二光耦隔離器，所述二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的細(xì)分?jǐn)?shù)選擇端腳和衰減方式控制端腳分別與撥碼開關(guān)相連、斬波頻率控制端腳通過(guò)第一電阻接地、半流鎖定控制端腳通過(guò)電位器與電流設(shè)定端腳相連后通過(guò)第八電容接地、功率橋輸出端與機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)相連，所述二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的使能端腳、上電復(fù)位端腳和保護(hù)輸出端腳分別連接有一第二光耦隔離器，所述二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的脈沖輸入端腳和電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制端腳同時(shí)與第一光耦隔離器相連。

優(yōu)選地，它還包括用于通過(guò)MODBUS協(xié)議與本地控制觸摸屏相連的MAX485芯片，所述MAX485芯片分別與主控制器和電源模塊相連。

優(yōu)選地，它還包括一用于輔助主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)的Flash存儲(chǔ)器，所述Flash存儲(chǔ)器與主控制器相連。

由于采用了上述方案，本實(shí)用新型通過(guò)增設(shè)的無(wú)線通信模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)電焊機(jī)器人的遠(yuǎn)程操控，有利于提高焊接作業(yè)效率及改善員工的工作環(huán)境；同時(shí)，通過(guò)對(duì)電源模塊以及驅(qū)動(dòng)模塊的電路結(jié)構(gòu)改進(jìn)，為降低電焊機(jī)器人的成本、增強(qiáng)其控制的靈活性以及提高其運(yùn)行的穩(wěn)定性提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)；其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)控制原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的無(wú)線通信模塊與主控制器的通信接口參考圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖(一)；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖(二)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

如圖1至圖5所示，本實(shí)施例提供的一種點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人的無(wú)線驅(qū)動(dòng)控制器，它包括用于通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)a進(jìn)行信息交互的無(wú)線通信模塊1、用于根據(jù)無(wú)線通信模塊1接收到的控制指令通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊2來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)c進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作的主控制器3以及分別為無(wú)線通信模塊1、驅(qū)動(dòng)模塊2和主控制器3提供工作電壓的電源模塊4。其中：

無(wú)線通信模塊1包括一SX1212型或SIM900A型無(wú)線通信芯片U1(其中，SX1212型無(wú)線通信芯片與主控制器3之間通信接口可參考圖2進(jìn)行設(shè)置)，主控制器4則包括一STM32系列微處理器U2；以此，上位機(jī)a可通過(guò)無(wú)線通信模塊1對(duì)整個(gè)焊接生產(chǎn)過(guò)長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控和操作，并利用無(wú)線通信模塊1進(jìn)行數(shù)據(jù)指令的傳輸以及歷史數(shù)據(jù)的保存；同時(shí)通過(guò)采用SX1212型或SIM900A型無(wú)線通信芯片U1可與STM32系列微處理器U2保持電壓的一致性，有利于增強(qiáng)整個(gè)無(wú)線傳輸功能的穩(wěn)定性。

電源模塊4包括一LM2576型一級(jí)穩(wěn)壓器U3和一AS1117型二級(jí)穩(wěn)壓器U4，一級(jí)穩(wěn)壓器U3的第一引腳連接12V-50V外部電源并通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容C1和第二電容C2接地、第二引腳通過(guò)連接的第一電感L1作為一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端A1來(lái)使用，第一電感L的兩端分別通過(guò)連接的第一二極管D1和第三電容C3接地，二級(jí)穩(wěn)壓器U4的輸入端連接一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端A1、輸出端作為二級(jí)電壓轉(zhuǎn)換輸出端A2來(lái)使用，二級(jí)穩(wěn)壓器U4的輸入端同時(shí)通過(guò)并聯(lián)的第四電容C4和第五電容C5接地、輸出端同時(shí)通過(guò)并聯(lián)的第六電容C6和第七電容C7接地；以此，由于STM32系列微處理器U2的工作電壓為2.0-3.6V、無(wú)線通信芯片U1的工作電壓為3.1V-4.6V，可通過(guò)兩級(jí)穩(wěn)壓器的處理分別對(duì)驅(qū)動(dòng)控制器的組成器件進(jìn)行供電，即：外部電源輸出的電壓經(jīng)過(guò)第一電容C1和第二電容C濾波后輸入到一級(jí)穩(wěn)壓器U3中進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換以供給無(wú)線通信模塊1和驅(qū)動(dòng)模塊2進(jìn)行使用，再通過(guò)二級(jí)穩(wěn)壓器U4對(duì)一級(jí)穩(wěn)壓器U3輸出的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換后供給主控制器3進(jìn)行使用。

驅(qū)動(dòng)模塊2則包括一THB6064AH型二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U5、一撥碼開關(guān)S、一HCPL-2530型第一光耦隔離器G1和三個(gè)PC817型第二光耦隔離器G2，二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U5的細(xì)分?jǐn)?shù)選擇端腳(M1-M3)和衰減方式控制端腳(DYC1和DYC2)分別與撥碼開關(guān)S相連、斬波頻率控制端OSC2通過(guò)第一電阻R1接地、半流鎖定控制端腳DOWN通過(guò)電位器R2與電流設(shè)定端腳Vref相連后通過(guò)第八電容C8接地、功率橋輸出端(OUT1A-OUT2A以及OUT1B-OUT2B)與機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)b的步進(jìn)電機(jī)M相連，二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U5的使能端腳ENABLE、上電復(fù)位端腳RESET和保護(hù)輸出端腳ALERT分別連接有一第二光耦隔離器G2，二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U5的脈沖輸入端腳CLK和電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制端腳CW/CCW同時(shí)與第一光耦隔離器G1相連；以此，二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U5供給機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)b的步進(jìn)電機(jī)M的電流可由斬波的方式實(shí)現(xiàn)，而通過(guò)對(duì)斬波頻率以及衰減模式的設(shè)定，可保證機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)b的步進(jìn)電機(jī)M能夠平穩(wěn)運(yùn)行且振動(dòng)小、噪音低；而利用撥碼開關(guān)S則可設(shè)定二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U5的衰減模式和細(xì)分倍數(shù)；另外，為增強(qiáng)接口的抗干擾能力，對(duì)使能信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、報(bào)警信號(hào)及方向控制信號(hào)等非高速信號(hào)采用了低速光耦隔離措施(即通過(guò)第二光耦隔離器G2實(shí)現(xiàn))，而對(duì)于脈沖信號(hào)等高速信號(hào)，則通過(guò)第一光耦隔離器G1來(lái)實(shí)現(xiàn)。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，為最大限度地?cái)U(kuò)展整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制器的應(yīng)用范圍，其還包括用于通過(guò)MODBUS協(xié)議與本地控制觸摸屏c相連的MAX485芯片5，MAX485芯片5分別與主控制器3和電源模塊4相連；以此，為實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的現(xiàn)場(chǎng)操作及控制提供了基礎(chǔ)條件。

另外，為保證整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制器對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，其還包括一用于輔助主控制器3進(jìn)行數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)的Flash存儲(chǔ)器6，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器6與主控制器3相連。

基于上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可滿足對(duì)點(diǎn)焊機(jī)器人遠(yuǎn)程操控的需求，有利于改善員工的工作環(huán)境；同時(shí)，為降低電焊機(jī)器人的成本、增強(qiáng)其控制的靈活性以及提高其運(yùn)行的穩(wěn)定性提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(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)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。