[发明专利]一种嵌入式小型工业机器人控制电路

说明书

技术领域

本发明属于一种小型工业机器人控制电路，具体涉及一种嵌入式小型工业机器人控制电路。

背景技术

小型工业机器人主要应用于焊接、打螺丝、点胶、切割、绕线等场合。由于不同类型的机器人所用外部传感器种类和数量各不相同，因此对控制电路的硬件接口适应性提出了很高的要求。同时，控制电路作为运动控制算法、传感器信息处理与补偿算法、运动轨迹规划算法的运行平台，运算能力、存储能力、数据并行处理能力都有很高的需求。常用的控制电路一般采用单片机、微处理器作为核心，辅助常用的逻辑接口电路。该类控制电路优点是电路简单，具有一定的灵活性和适应性；其缺点是处理器速度有限，处理能力有限，而且一般集成度较低，片上不具备运动控制系统所需要的专用外设，比如PWM产生电路等，因此，该类运动控制电路需要较多的元件，这就增加了系统电路板的复杂性，降低了系统的可靠性，也难以满足运算量较大的实时信号处理的需要，难以实现先进控制算法，软件编程难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入式小型工业机器人控制电路，它能够解决常用控制电路处理能力和处理速度的限制，降低复杂性、提高可靠性。

本发明是这样实现的，一种基于嵌入式小型工业机器人控制电路，它包括系统供电，对外接口部分、控制逻辑部分、外部存储器借口适配器和信息处理部分。

系统供电外接3.3v、5v、15v和24v供电，并为对外接口部分、控制逻辑部分和信息处理部分供电，对外接口部分包括拨码开关接口、ID信息读取接口、急停信号接口、传感器信号输入接口、数码显示接口、阀控制接口、前面板显示接口、外部复位信号输入接口、USB接口、232接口、电流测量接口、温度测量接口和电机驱动接口，控制逻辑部分包括输入开关量控制逻辑、输出开关量控制逻辑、复位控制逻辑、USB接口控制逻辑、232接口控制逻辑、ADC控制逻辑和电机驱动接口控制逻辑，信息处理部分包括可擦写存储器FLASH、信号处理器和数据存储器RAM，其中，拨码开关接口、ID信息读取接口、急停信号接口和传感器信号输入接口与输入开关量控制逻辑连接，数码显示接口、阀控制接口和前面板显示接口与输出开关量控制逻辑连接，外部复位信号输入接口与复位控制逻辑连接，USB接口与USB接口控制逻辑连接，232接口与232接口控制逻辑连接，电流测量接口、温度测量接口与ADC控制逻辑连接，电机驱动接口与电机驱动接口控制逻辑连接，输入开关量控制逻辑、输出开关量控制逻辑、复位控制逻辑、USB接口控制逻辑、232接口控制逻辑、ADC控制逻辑和电机驱动接口控制逻辑均与外部存储器借口适配器连接，外部存储器借口适配器还与信号处理器连接，信号处理器分别与可擦写存储器FLASH和数据存储器RAM连接。

本发明的优点是，它具有较强的硬件接口适应性、较强的并行处理能力、较强的运算能力和存储能力的小型工业机器人控制电路。

附图说明

图1为本发明所提供的一种嵌入式小型工业机器人控制电路示意图；

图2为信息处理模块示意图；

图3为USB通讯模块示意图；

图4为与电机驱动板控制指令传输模块示意图；

图5为输入开关量模块示意图；

图6为输出开关量示意图；

图7为ADC模块示意图；

图8为电源转换模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进行详细介绍：

一种嵌入式小型工业机器人控制电路，它采用数字信号处理器（DSP）+可编程逻辑器件（FPGA）的架构，利用DSP的高速数据处理能力和FPGA的超强并行处理能力。DSP主要用于运行控制算法、轨迹规划、传感器信息的补偿。FPGA主要用于处理器和存储器的接口适配、并行信息采集。控制电路的原理框图如图1所示。

其中控制逻辑部分和外部存储器接口适配器由XC3S1000A(FPGA)实现，信息处理部分由TMS320C6727GDH300(DSP)、MT48LC32M4(SDRAM)、S29GL512（FLASH）组成。其中控制逻辑部分包括输入/输出开关量控制逻辑、复位功能控制逻辑、USB接口控制逻辑、232接口控制逻辑、ADC控制逻辑、电机驱动接口控制逻辑。对外硬件接口部分包括USB接口，232接口，外部复位信号输入接口，电流、温度等模拟量信号接口，ID信息、拨码等显控信号接口。