[实用新型]用于码垛机器人的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，特别涉及一种用于码垛机器人的控制系统。

背景技术

与非标准设计的专用码垛机相比，码垛机器人占地面积小、应用灵活、成本较低。码垛机器人在各行业中的应用，大大降低了从事搬运工作的工人的劳动强度，同时提高了整个生产过程的工作效率，因此码垛机器人在国内外相关领域获得了广泛的应用。

在世界范围内，专业从事码垛机器人生产的有日本的Fuji Yusoki Kogyo、Okura Yusoki等公司。其他通用型工业机器人产品系列中也有用于码垛作业的型号，如日本MOTOMAN、德国KUKA、瑞典ABB等机器人品牌。码垛机器人的控制系统不同于一般工业机器人，有其自身的特点。主要体现在自由度通常较少，动作相对简单；速度要求较高；有较为固定的使用模式（码垛与拆垛），编程方式较少完全采用示教再现方式。

经过对现有技术文献检索之后发现，尚无针对码垛机器人控制系统的相关技术专利，比较接近的专利技术有中国专利CN200810129766.4，该专利提供了一种用于机器人的码垛作业的机器人编程装置，该装置能够在虚拟空间内生成机器人的码垛程序，然后由该公司的机器人实现码垛作业。这实质上是一种码垛作业离线编程器，配合通用工业机器人使用。中国实用新型专利CN200610113040.2以及中国实用新型专利CN200820081216.5分别介绍了码垛机器人机构，但未涉及其控制系统。中国实用新型专利CN00254080.0提出了开放式工业机器人控制平台，属于通用的工业机器人控制系统，其突出特点是将通用的工业计算机引入传统的机器人控制系统中，并采用独特的开放式及模块化结构，可以控制多种类型伺服包，更加灵活，可方便地增加其功能。中国实用新型专利CN03100077.0也提出类似的开放式结构机器人控制器，其包括由工业控制计算机和开放式控制器系统的周边设备所组成的硬件部分，由开放源码的实时操作系统和开放式控制器应用软件系统组成的软件部分；具有可扩展性、可移植性、可定制性和互操作性四个方面的特征。这些专利技术涉及开放式、通用式的设计方法，并不适用于码垛机器人机构及其作业特点，不能满足其专有功能和性能要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于码垛机器人的控制系统，其操作方便，操作者只需通过手持式示教显示器即可完成示教和参数输入操作。

为解决所述技术问题，本实用新型提供了一种用于码垛机器人的控制系统，其特征在于，其包括嵌入式中央控制模块、多轴运动控制模块、伺服驱动器、示教显示器、外部I/O通信接口以及传感器和控制开关，嵌入式中央控制模块与多轴运动控制模块通过PCI总线相连接；嵌入式中央控制模块与示教显示器通过专用通信电缆相连接；嵌入式中央控制模块与外部I/O通信接口相连接，多轴运动控制模块与伺服驱动器、传感器和控制开关通过数字输入输出接口相连接，嵌入式中央控制模块控制机器人完成码垛作业。

优选地，所述嵌入式中央控制模块由一台嵌入式工业控制计算机构成。

优选地，所述多轴运动控制模块采用通用的四轴运动控制卡，能实现分别对四台伺服电机的速度和位置控制。

优选地，所述多轴运动控制模块接收来自嵌入式中央控制模块的运动规划信息，按照给定的运动控制算法生成伺服电机控制信号，通过信号电缆发送给各伺服驱动器，控制各伺服电机运动。

优选地，所述示教显示器由液晶触摸屏和一组按钮开关组成，用于机器人位置示教和信息显示、参数设定；示教显示器所显示的图形界面直接由嵌入式中央控制模块控制生成，所接收的液晶触摸屏、按钮开关的输入信息直接发送到嵌入式中央控制模块进行处理。

优选地，所述嵌入式中央控制模块通过系统软件能够实现全部系统控制功能，系统软件采用模块化程序设计且包括系统界面子模块、文件管理子模块、通信子模块、监控子模块、示教子模块、运动规划子模块、运动学算法子模块、动力学优化子模块、逻辑控制子模块和底层驱动模块。

优选地，所述系统界面子模块通过示教显示器向用户提供图形界面，并接收用户的输入的信息；用户通过系统界面子模块完成各项参数的设定，完成对系统的各项操作，并能实时监控系统的运行状态。

优选地，所述运动规划子模块针对码垛作业的特点要求对机器人的动作进行规划，以实现码垛作业。