[发明专利]自动化机械手臂的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及自动化机械手臂的控制方法及系统。

背景技术

目前数控装置的主要难题在于控制系统的优化，特别是多轴机械手的运动优化，更能凸显出机械手的优劣。传统的机械手控制方法，采用固定线路设定，不能实现自我调节，而且操作复杂。机械手在运行的过程中，哪怕存在误差或者意外情况，不能及时反馈，导致机械手本身或者机械手操作对象的损害。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种性能可靠、高性能、高精度的自动化机械手臂的控制方法及系统。

本发明的目的通过以下技术措施实现：一种自动化机械手臂的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1）设置机械手臂本体，在该机械手臂本体上设置执行机构、监测机构以及控制机构，所述控制机构包括PC机以及运动控制卡；

2）于PC机上设置LabVIEW软件开发平台，并基于LabVIEW软件开发平台设置上层控制软件，作为上位机，完成对机械手多轴运动的参数进行设定，完成非实时处理任务，实现对运动控制的协调、管理以及控制的实时性；

3）将运动控制卡通过PCI总线与PC机相连接，作为下位机，接收来自PC机的控制信号并进行实时处理，实现运动控制算法，并根据作业的要求和监测机构的信号进行必要的逻辑/数学运算，为执行机构的各电机、气缸或液压缸提供正确的控制信号以完成所要求的运动，以此同时，且向PC机实时返回当前运动的参数，在PC机上经过编程软件实现运动轨迹图像的显示、记录；

4）启动PC机，进入基于LabVIEW软件开发平台的上层控制软件，设置运动参数，该运动参数为一组或一组以上；

5）运动控制卡接收来自PC机的控制信号，处理并通过控制执行机构执行运动；

6）监测机构在执行机构动作的过程中，进行实施监控，并即时反馈信号；

7）上位机接受到监测机构的信号，并根据信号的内容对运动参数进行即时选择调整，然后即刻输送给下位机；

8）重复步骤5）到7）。

所述基于LabVIEW软件开发平台设置的上层控制软件是通过ActiveX平台调用运动控制卡所提供的ActiveX自动化服务器程序中的ActiveX对象，进行进一步的编程处理，从而实现对运动参数控制以及插补运动控制算法的实现。所述基于LabVIEW软件开发平台设置的上层控制软件的程序开发，通过ActiveX自动化，将LabVIEW作为自动化客户端，将运动控制卡提供的函数作为自动化服务器，实现LabVIEW对运动控制卡提供的ActiveX对象的调用，并访问它的属性和方法；由LabVIEW中提供的ActiveX操作的函数操作ActiveX对象，首先要将运动控制卡提供的软件包中名为ComACRSrvr.tlb的文件拷贝到LabVIEW软件的文件目录下，然后将Automation Open函数放置到LabVIEW程序框图中，打开对ActiveX自动化功能的引用，并在此函数左上角的Automation Refnum端子处创建一个与其相连的Automation Refnum控件，由此控件进行ActiveX对象的选择和调用；将一个或多个方法或属性节点函数Invoke Node或Property Nodes放置到程序框图中，并将Automation Open函数右端的AutomationRefnum输出与方法或属性节点的Referenceinput端连接，完成对该对象的方法或属性的访问。

所述的运动控制卡为独立的标准部件。

所述监测机构包括速度传感器、位置传感器、压力传感器以及视觉传感器。所述视觉传感器为工业摄像头，所述上位机设有与之相应的图像处理程序。

一种实现所述自动化机械手臂的控制方法的系统，包括一机械手臂本体，该机械手臂本体包括执行机构、监测机构以及控制机构，所述控制机构包括PC机以及运动控制卡，其特征在于：PC机设有基于LabVIEW软件开发平台设置的上层控制软件，作为上位机；所述运动控制卡为独立的标准部件，作为下位机。

所述上层控制软件由人机交互单元、处理单元、控制单元、执行单元、伺服驱动单元和检测传感单元构成。所述监测机构设有视觉传感器，该视觉传感器为工业摄像头，所述上位机设有与之相应的图像处理程序。