[发明专利]一种基于机器人的数控装置、系统及加工方法

说明书

本发明公开了一种基于机器人的数控装置、系统及加工方法。其中，数控装置包括机器人和数控加工平台，其中，机器人的第一运动控制器和数控加工平台的第二运动控制器配置在同一控制芯片内，控制芯片的同一程序运行空间中配置有一实时操作系统，第一运动控制器的第一控制程序和第二运动控制器的第二控制程序运行在实时操作系统上，通过实时操作系统和控制芯片配置的共享内存和共享总线，进行数据通讯，共享机器人和数控加工平台的运动数据，以及加工对象的加工数据。显著降低了机器人和数控加工平台构成的数控装置的集成和调试难度，提高了自动化产线的制造能力，有效地降低了加工难度，显著提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种基于机器人的数控装置、系统及加工方法。

背景技术

六轴机器人，即六关节机器人或六自由度机器人。传统的六轴机器人是一个单一和独立的平台，在工业生产中，对第三方应用工程师而言，六轴机器人是一个独立操作和控制的设备，由于其数据输入方式有限，导致数控加工工件的各种参数，并不能直接让六轴机器人接收和处理，因此六轴机器人多数用于独立执行单个的作业工序，比如独立的焊接和打磨等作业工序，很少能够与数控加工平台结合到一起，实现六轴机器人与数控加工平台相互协作，相互配合一起完成高精度地、连续工序的数控加工作业。

六轴机器人与数控加工平台不能结合在一起的原因在于：第一，六轴机器人往往是一个独立的操作单元，在使用过程中，它的加工参数需要进行预先采样和设定，与数控交工平台并不存在互相实时通讯以相互交换加工参数的途径。第二，六轴机器人多数采用基于个人电脑(Personal Computer，PC)工控机加算法卡的工作方式，以实现六轴机器人的动作规划，六轴机器人的响应速度和控制精度要求一般不高。业内比如KUKA或ABB等四大家族的六轴机器人产品都是这种结构，应用于上下料和焊接等作业工序的比较多，重复精度多在0.05mm以上，相比数控加工平台所需要的0.01mm到0.002mm的精度而言，本身就存在差异。第三，数控加工平台多数采用专业工业芯片来完成系统产品架构，多数支持﹣40°到+85°的工业制造应用环境，系统的稳定性、可靠性和实时性要求都很高。而当前六轴机器人采用PC工控机做主控单元的产品结构，导致多数六轴机器人只适合0～40°的工业制造应用环境，难以适应多轴联动的数控加工平台的适用工业制造应用环境要求。因此，当前国内市场，没有在六轴机器人的现有控制功能上，增加更多的联动控制轴，实现超过六轴机器人控制能力的数控加工功能的产品。

在传统工业自动化生产中，由于六轴机器人和数控加工平台相互之间，缺乏有效的输入方式和实时的通讯联系，导致实现六轴机器人配合数控加工平台对工件进行连续作业工序的加工，以让六轴机器人更多地配合数控加工平台完成复杂的加工任务，系统的开发工作极其艰巨，系统的集成和调试时间很长，且如果加工目标稍有改变，系统集成和调试等工作量将成倍增加，从而导致六轴机器人在工业自动化制造中应用普及速度不够快。

发明内容

本发明提供一种基于机器人的数控装置、系统及加工方法，以实现机器人和数控加工平台结合的数控加工产品，有效降低加工难度，显著提高工作效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于机器人的数控装置，包括：

机器人，所述机器人配置有第一运动控制器，所述第一运动控制器内配置有第一控制程序；以及

数控加工平台，所述数控加工平台配置有第二运动控制器，所述第二运动控制器内配置有第二控制程序，其中：

所述第一运动控制器和所述第二运动控制器配置在同一控制芯片内；

所述控制芯片的同一程序运行空间中配置有一实时操作系统；

所述第一控制程序与所述第二控制程序运行在所述实时操作系统上，通过所述实时操作系统和所述控制芯片配置的共享内存和共享总线，进行数据通讯，共享所述机器人和所述数控加工平台的运动数据，以及加工对象的加工数据。