机械臂控制系统及生产线的制作方法

本实用新型涉及一种机械臂控制系统及生产线。

背景技术：

机器人技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。广泛采用工业机器人，不仅可节约人力，降低成本提高产品的质量和产量，更重要的是它可以保障工人安全、改善工作条件、减轻劳动强度、减少人员风险、提高工作效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种机械臂控制系统，以解决模拟量舵机和数字量舵机兼容使用的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种机械臂控制系统，包括：处理器模块、六路舵机模拟量输出端口、六路舵机数字量输出端口；其中所述处理器模块通过六个模拟驱动模块分别与六路舵机模拟量输出端口相连，以及还通过六个数字量驱动模块分别与六路舵机数字量输出端口相连；以及所述处理器模块还连接有蓝牙模块和WiFi模块；所述数字量驱动模块采用由运算放大器构成的电压跟随器；即所述处理器模块适于产生六路PWM信号经过相应电压跟随器通过各路舵机数字量输出端口接入数字量舵机的控制端。

进一步，位于六自由度机械手臂的末端设有摄像头，该摄像头与处理器模块相连，通过摄像头采集六自由度机械手臂待抓取物料的图像数据。

又一方面，本实用新型还提供了一种生产线，以提高生产效率。

所述生产线包括：位于传输线一侧边的六自由度机械手臂，所述六自由度机械手臂由所述的机械臂控制系统控制，所述机械臂控制系统与生产线控制系统相连。

进一步，所述六自由度机械手臂的底部设有升降机构，所述升降台底部设有与生产线中物料输送方向平行的滑动机构；所述生产线的进料端设有与生产线控制系统相连的图像检测装置；当物料进入该生产线后，通过视频检测装置对物料进行图像检测，以判定物料是否合格，若不合格，则由生产线控制系统通过机械臂控制系统控制六自由度机械手臂沿生产线滑动，将该不合格物料进行抓取。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的机械臂控制系统具有六路舵机模拟量输出端口、六路舵机数字量输出端口，能够兼容模拟量舵机和数字量舵机使用，具有很好的兼容性和拓展性，能广泛用于大型生产线。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的控制系统的原理框图；

图2是本实用新型的模拟驱动模块的电路原理图；

图3是本实用新型的生产线的俯视图。

图中：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、滤波电容C2、DA模块U1、第一运算放大器U2A、第二运算放大器U2B、生产线1、六自由度机械手臂2、滑动机构201、图像检测装置3、物料4。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种机械臂控制系统，所述机械臂控制系统适用于控制六自由度机械手臂，其包括：处理器模块、六路舵机模拟量输出端口、六路舵机数字量输出端口；其中所述处理器模块通过六个模拟驱动模块分别与六路舵机模拟量输出端口相连，以及还通过六个数字量驱动模块分别与六路舵机数字量输出端口相连；以及所述处理器模块还连接有蓝牙模块和WiFi模块。

通过六路舵机模拟量输出端口、六路舵机数字量输出端口以满足模拟量舵机和数字量舵机使用，也可以混搭使用；并且可以通过蓝牙模块和WiFi模块实现远程控制，或者相应数据的收发。

位于六自由度机械手臂的末端设有摄像头，该摄像头与处理器模块相连，通过摄像头采集六自由度机械手臂待抓取物料的图像数据。

其中，所述处理器模块适于采用STC12C5A32S2；蓝牙模块例如但不限于采用Risym cc2541低功耗4.0带底板蓝牙串口模块，WiFi模块例如但不限于采用ESP8266串口WIFI无线收发模块，上述蓝牙模块和WiFi模块均可以通过串口与STC12C5A32S2相连；所述摄像头例如但不限于采用OV7670。

作为模拟驱动模块一种可选的实施方案，所述模拟驱动模块包括：与处理器模块相连的DA模块U1，第一、第二运算放大器；所述第一运算放大器U2A的同相端通过第二电阻R2与DA模块U1的输出端相连，该同相端还通过第三电阻R3接地，其反相端通过第一电阻R1与DA模块U1的参考电压端（REF端）相连，第四电阻R4的两端分别与第一运算放大器U2A的反相端和输出端相连；所述第二运算放大器U2B的同相端通过第五电阻R5与第一运算放大器U2A的输出端相连，第二运算放大器U2B的反相端分别与第六电阻R6、第七电阻R7的一端相连，所述第七电阻R6的另一端通过第八电阻R8分别与第二运算放大器U2B的输出端和第九电阻R9的一端相连，该第九电阻R9的另一端作为正输出端；所述第六电阻R6的另一端与地相连且作为负输出端；所述正输出端和负输出端作为一路舵机模拟量输出端口。

以及作为数字量驱动模块的一种可选的实施方案，所述数字量驱动模块采用由运算放大器构成的电压跟随器；即所述处理器模块适于产生六路PWM信号经过相应电压跟随器通过各路舵机数字量输出端口接入数字量舵机的控制端。

采用电压跟随器后能够起到很好的隔离和调整的作用，使PWM电平值不容易衰减。

所述DA模块例如但不限于采用LT1259。

实施例2

如图3所示，在实施例1基础上，本实施例2提供了一种生产线。

本生产线适于作为地板等物料的生产输送工作。

所述生产线包括：位于传输线一侧边的六自由度机械手臂，所述六自由度机械手臂由如实施例1所述的机械臂控制系统控制，所述机械臂控制系统与生产线控制系统相连。通过六自由度机械手臂能极大的提高生产线的生产效率，例如将相应物料放置于生产线，或者从生产线上取走相应物料，进而达到代替人工，提高生产效率的目的，

具体的，所述生产线控制系统适于采用PLC模块，例如但不限于西门子PLC 模块 S7-200；其中机械臂控制系统与生产线控制系统相连进行通讯方式例如但不限于采用RS485通讯接口。

优选的，所述六自由度机械手臂的底部设有升降机构，所述升降台底部设有与生产线中物料输送方向平行的滑动机构；具体的，升降机构例如但不限于采用丝杆升降机构，所述滑动机构例如但不限于采用丝杆滑动机构，且上述丝杆升降机构、丝杆滑动机构均由生产线控制系统控制。

所述生产线的进料端设有与生产线控制系统相连的图像检测装置；当物料进入该生产线后，通过视频检测装置对物料进行图像检测，以判定物料是否合格，若不合格，则由生产线控制系统通过机械臂控制系统控制六自由度机械手臂沿生产线滑动，将该不合格物料进行抓取。

其中，图像检测装置适于对物料（例如地板）表面的颜色、裂纹进行图像提取，在判定颜色偏离合格颜色时，或者裂纹数量多于规定要求时，判定该物料为不合格产品，进而在生产线不停机的基础上，控制六自由度机械手臂沿生产线滑动，将该不合格物料进行抓取。

优选的，利用六自由度机械手臂末端设有的摄像头再次对该物料进行识别，防止误抓。

具体的，所述图像检测装置将该物料的图像数据发送至处理器模块中，通过六自由度机械手臂末端设有的摄像头再次采集物料表面颜色、裂纹数据，并将接收的图像数据相匹配，以进一步确认抓取物料，防止误抓。

进一步，所述六自由度机械手臂利用摄像头可以在生产线各物料的上方对物料进行逐次复检。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。