碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人系統(tǒng)的控制裝置及其控制方法，尤其涉及碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碼垛搬運(yùn)機(jī)器人是將輸送裝置輸送來的物件，按一定排列碼放在托盤、棧板等運(yùn)輸設(shè)備上，按照客戶工藝要求的工作方式自動堆疊成垛，便于由輸送裝置或者運(yùn)輸設(shè)備輸運(yùn)的高技術(shù)自動化裝備。當(dāng)前市場上的碼垛機(jī)器人多采用PLC或單片機(jī)進(jìn)行控制，靈活性差，精度不高，運(yùn)作速度較慢，工作范圍局限，因此需要一種新的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供靈活性高、控制精度準(zhǔn)的碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置及其控制方法。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置，包括PC機(jī)、C0rtex-A8處理器、FPGA、關(guān)節(jié)驅(qū)動器、伺服電機(jī)、觸摸屏、監(jiān)控系統(tǒng)和光電編碼器接口 ；
PC機(jī)與cortex-A8處理器連接，cortex_A8處理器還分別與、觸摸屏、監(jiān)控系統(tǒng)和FPGA連接；FPGA通過CAN open總線與關(guān)節(jié)驅(qū)動器連接，每個關(guān)節(jié)驅(qū)動器與對應(yīng)的伺服電機(jī)連接;
所述PC機(jī)作為操作系統(tǒng)，具有人機(jī)交互界面；
所述Cortex -A8處理器用于操作系統(tǒng)移植，并與PC機(jī)進(jìn)行通信及對伺服電機(jī)控制算法的計算；
所述FPGA用于伺服電機(jī)的運(yùn)動控制；
所述關(guān)節(jié)驅(qū)動器用于接收驅(qū)動信號驅(qū)動伺服電機(jī)運(yùn)動；
所述伺服電機(jī)用于驅(qū)動碼垛搬運(yùn)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動；
所述觸摸屏是系統(tǒng)人機(jī)交互的一部分，用于碼垛搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)和工作狀態(tài)參數(shù)的輸入；
監(jiān)控系統(tǒng)通過cortex-AS處理器實時視頻監(jiān)控碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的工作狀態(tài)；
所述伺服電機(jī)上安裝有編碼器，通過光電編碼器接口將伺服電機(jī)運(yùn)動參數(shù)反饋給FPGAo
[0005]控制方法為:PC機(jī)根據(jù)用戶的操作指令產(chǎn)生各種控制命令，cortex-A8處理器通過串口接收控制命令，cortex-A8處理器進(jìn)行相應(yīng)的計算，轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的指令發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA接收控制指令后，則通過CAN open總線給關(guān)節(jié)驅(qū)動器輸入信號脈沖，關(guān)節(jié)驅(qū)動器驅(qū)動伺服電動機(jī)；伺服電動機(jī)的光電編碼器則將各個伺服電機(jī)的參數(shù)信息反饋給FPGA ;FPGA通過雙端口 RAM將信息傳輸給corteX-A8處理器，在觸摸屏上實現(xiàn)對電機(jī)的參數(shù)信息的顯示。
[0006]本發(fā)明的提供的碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置及其控制方法，采用PC機(jī)、cortex-A8處理器和FPGA結(jié)合的控制系統(tǒng)，分工處理整個控制過程，控制碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的動作響應(yīng)速度快，位置控制更為精確，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，碼垛效率大大提升；同時采用多關(guān)節(jié)的機(jī)器人操作，運(yùn)作靈活，工作范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖1所示，碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置，包括PC機(jī)l、cortex-A8處理器2、FPGA5、關(guān)節(jié)驅(qū)動器7、伺服電機(jī)8、觸摸屏3、監(jiān)控系統(tǒng)4和光電編碼器接口 6 ;
PC機(jī)1與cortex-A8處理器2連接，cortex_A8處理器2還分別與、觸摸屏3、監(jiān)控系統(tǒng)4和FPGA5連接；FPGA5通過CAN open總線與關(guān)節(jié)驅(qū)動器7連接，每個關(guān)節(jié)驅(qū)動器7與對應(yīng)的伺服電機(jī)8連接；
所述PC機(jī)1作為操作系統(tǒng)，具有人機(jī)交互界面；
所述Cortex -A8處理器2用于操作系統(tǒng)移植，并與PC機(jī)進(jìn)行通信及對伺服電機(jī)控制算法的計算；
所述FPGA5用于伺服電機(jī)8的運(yùn)動控制；
所述關(guān)節(jié)驅(qū)動器7用于接收驅(qū)動信號驅(qū)動伺服電機(jī)8運(yùn)動；
所述伺服電機(jī)8用于驅(qū)動碼垛搬運(yùn)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動；
所述觸摸屏3是系統(tǒng)人機(jī)交互的一部分，用于碼垛搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)和工作狀態(tài)參數(shù)的輸入；
監(jiān)控系統(tǒng)4通過cortex-AS處理器2實時視頻監(jiān)控碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的工作狀態(tài)；所述伺服電機(jī)8上安裝有編碼器，通過光電編碼器接口 6將伺服電機(jī)8運(yùn)動參數(shù)反饋給 FPGA5。
[0009]其中，cortex_A8處理器2和所述FPGA5之間通過雙端口 RAM連接；所述(:01^61-八8處理器2為ARM系列處理器，F(xiàn)PGA5為Altera Cyclone II FPGA。
[0010]控制方法為:PC機(jī)1根據(jù)用戶的操作指令產(chǎn)生各種控制命令，cortex-A8處理器2通過串口接收控制命令，cortex-A8處理器2進(jìn)行相應(yīng)的計算，轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的指令發(fā)送給FPGA5，F(xiàn)PGA5接收控制指令后，則通過CAN open總線給關(guān)節(jié)驅(qū)動器7輸入信號脈沖，關(guān)節(jié)驅(qū)動器7驅(qū)動伺服電動機(jī)8 ;伺服電動機(jī)8的光電編碼器則將各個伺服電機(jī)8的參數(shù)信息反饋給FPGA5 ；FPGA5通過雙端口 RAM將信息傳輸給cortex-A8處理器2，在觸摸屏3上實現(xiàn)對電機(jī)的參數(shù)信息的顯示。
【主權(quán)項】
1.碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置，其特征在于:包括PC機(jī)(1)、COrtex-AS處理器(2)、FPGA (5)、關(guān)節(jié)驅(qū)動器(7)、伺服電機(jī)(8)、觸摸屏(3)、監(jiān)控系統(tǒng)(4)和光電編碼器接口(6); PC機(jī)(I)與cortex-A8處理器(2)連接，cortex_A8處理器(2)還分別與、觸摸屏(3)、監(jiān)控系統(tǒng)(4)和FPGA (5)連接；FPGA (5)通過CAN open總線與關(guān)節(jié)驅(qū)動器(7)連接，每個關(guān)節(jié)驅(qū)動器(7)與對應(yīng)的伺服電機(jī)(8)連接； 所述PC機(jī)(I)作為操作系統(tǒng)，具有人機(jī)交互界面； 所述Cortex -AS處理器(2)用于操作系統(tǒng)移植，并與PC機(jī)進(jìn)行通信及對伺服電機(jī)控制算法的計算； 所述FPGA (5)用于伺服電機(jī)(8)的運(yùn)動控制； 所述關(guān)節(jié)驅(qū)動器(7)用于接收驅(qū)動信號驅(qū)動伺服電機(jī)(8)運(yùn)動； 所述伺服電機(jī)(8)用于驅(qū)動碼垛搬運(yùn)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動； 所述觸摸屏(3)是系統(tǒng)人機(jī)交互的一部分，用于碼垛搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)和工作狀態(tài)參數(shù)的輸入； 監(jiān)控系統(tǒng)(4)通過cortex-AS處理器(2)實時視頻監(jiān)控碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的工作狀態(tài)；所述伺服電機(jī)(8 )上安裝有編碼器，通過光電編碼器接口( 6 )將伺服電機(jī)(8 )運(yùn)動參數(shù)反饋給FPGA (5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置，其特征在于:控制方法為，PC機(jī)(I)根據(jù)用戶的操作指令產(chǎn)生各種控制命令，cortex-A8處理器(2)通過串口接收控制命令，cortex-A8處理器(2)進(jìn)行相應(yīng)的計算，轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的指令發(fā)送給FPGA (5),FPGA (5)接收控制指令后，則通過CAN open總線給關(guān)節(jié)驅(qū)動器(7 )輸入信號脈沖，關(guān)節(jié)驅(qū)動器(7 )驅(qū)動伺服電動機(jī)(8);伺服電動機(jī)(8)的光電編碼器則將各個伺服電機(jī)(8)的參數(shù)信息反饋給FPGA (5)；FPGA (5)通過雙端口 RAM將信息傳輸給cortex_A8處理器(2)，在觸摸屏(3)上實現(xiàn)對電機(jī)的參數(shù)信息的顯示。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)器人系統(tǒng)的控制裝置及其控制方法，尤其涉及碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的控制裝置及其控制方法，包括PC機(jī)、cortex-A8處理器、FPGA、關(guān)節(jié)驅(qū)動器、伺服電機(jī)、觸摸屏、監(jiān)控系統(tǒng)和光電編碼器接口；PC機(jī)根據(jù)用戶的操作指令產(chǎn)生各種控制命令，cortex-A8處理器接收控制命令并進(jìn)行相應(yīng)的計算，轉(zhuǎn)變成指令發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA接收控制指令后，則通過CAN？open總線給關(guān)節(jié)驅(qū)動器輸入信號脈沖驅(qū)動伺服電動機(jī)；光電編碼器則將各個伺服電機(jī)的參數(shù)信息反饋給FPGA；FPGA將信息傳輸給cortex-A8處理器，在觸摸屏上實現(xiàn)對電機(jī)的參數(shù)信息的顯示。該控制裝置動作響應(yīng)速度快，位置控制更為精確，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，碼垛效率大大提升；同時采用多關(guān)節(jié)的機(jī)器人操作，運(yùn)作靈活，工作范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105302031
【申請?zhí)枴緾N201510820164
【發(fā)明人】姜樹海
【申請人】鎮(zhèn)江天空機(jī)器人技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月24日