[发明专利]一种嵌入式裁片挂片机器人控制系统及机器人控制方法

说明书

本发明公开了一种嵌入式裁片挂片机器人控制系统，包括依次连接的硬件层、控制层和应用层，应用层包括若干个相互连接的PC上位机，PC上位机通过无线连接的方式与控制层相连；硬件层包括安装在机器人机械本体的若干个伺服电机，每个伺服电机连接有伺服驱动器，多个伺服驱动器之间通过CAN通信模块进行通信；控制层包括ARM嵌入式平台和各功能模块。本发明还公开了裁片挂片机器人的控制方法，求出机器人关节参数并通过运动控制芯片按照规划轨迹计算出末端执行器到达裁片位置的运动参数；驱动机器人抓取裁片后挂在衣架上。本发明的机器人控制系统，不需人工干预，自主识别裁片、确定裁片位置，准确有效的完成抓片和挂片动作。

技术领域

本发明属于嵌入式机器人运动控制装置技术领域，具体涉及一种嵌入式裁片挂片机器人控制系统，还涉及该裁片挂片机器人的控制方法。

背景技术

随着国民经济发展迈入新常态，传统的依赖资源消耗以及劳动力持续投入的发展模式已经难以为继，纺织服装业的内生动力必须要不断增强。“工业4.0”大幕的徐徐拉开以及人口红利的消失、机器人技术的逐渐成熟以及在各行业应用的普及，机器人代替人以减少用工，将最终成为纺织服装企业的现实选择。通过“机器换人”提升产业的信息化技术水平，应用信息化主动破解低效高耗难题，促进企业由劳动密集型向技术密集型转变，是纺织服装企业可持续发展的不二选择。国内企业对焊接、喷涂、搬运等行业的单工位或工艺联合通用型工业机器人的研发取得了一些成绩，但不能满足纺织服装企业对机器人的特殊要求。劳动密集型企业难以进口价格高昂的机器人，根据纺织服装企业“机器换人”的实际需求，研发制造价格相对较低、质量可靠、实用性强的单工位机器人甚至工艺联合机器人，是减轻企业“机器换人”成本负担的有效方法。2014年开始，单工位的铺布机器人、工艺联合型的纺织机器人以及印染机器人开始在青岛、石狮、绍兴等地进行研发，尚未投入使用。研发我国具有自主知识产权的高性能机器人控制系统及应用系统迫在眉睫。

因工业机器人配备PC工控机作为控制器导致体积大、占用空间大的问题，使用ARM嵌入式控制器配合运动控制芯片控制机器人，不但可以有效的缩小控制器体积而且实时稳定，具有明显的优势。目前，国外机器人公司已有的控制系统，如美国“PR2”的ROS控制系统、基于工业PLC的控制系统以及基于“IPC+运动控制器”的控制系统等都是基于PC机作为机器人控制器的运动控制系统；而目前国内尚无成熟的嵌入式机器人控制系统。现有的机器人控制系统都是基于PC机为运动控制器进行软件控制或以PC机为载体结合运动控制卡进行运动控制，这种设计虽然能够利用PC机丰富的资源，但造成运动控制器体积大，对机器人作业空间有很大的限制。而顺应控制系统小型化趋势的如基于嵌入式控制器的机器人控制系统，目前，国内尚无成熟的系统推出。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入式裁片挂片机器人控制系统，有效的解决当前机器人由于控制器体积大，无法在狭小空间进行作业的问题。

本发明的目的还在于提供一种嵌入式裁片挂片机器人的控制方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种嵌入式裁片挂片机器人控制系统，包括依次连接的硬件层、控制层和应用层，应用层包括若干个相互连接的具有热点功能的PC上位机，PC上位机通过无线连接的方式与控制层相连；硬件层包括安装在机器人机械本体的若干个伺服电机，每个伺服电机连接有伺服驱动器，多个伺服驱动器之间通过CAN通信模块进行通信；控制层包括ARM嵌入式平台和功能模块，功能模块包括DSP模块、运动控制芯片、视觉定位模块和射频识别模块；

ARM嵌入式平台分别与DSP模块、视觉定位模块、射频识别模块相连和运动控制芯片相连通信，ARM嵌入式平台还通过CAN总线的方式与CAN通信模块相连；ARM嵌入式平台通过无线连接的方式与PC上位机相连。

本发明的特点还在于，