能接口发送到CAN环网中，并按两个方向传输。系统各节点采用全局广播的通信方式，支持多点同时进行数据传输，系统各节点在接收到CAN总线的数据时只解析数据包地址，是发给自己的作进一步处理，不是发给自己的直接丢弃，而不用侦听等待某一节点传输完数据，待该节点传输结束后才允许其他节点进行数据传输与通信，提高了系统的实时性和总线利用率。在传输模型中，因为单个节点是同时向两个方向将数据发送到CAN环网上的，当该节点与监控处理设备相连的CAN环网一个方向的链路断开时，待发送数据可以通过另一个方向到达监控节点，避免了单条线路断开时系统瘫痪的危险，从而提高系统的可靠性。
[0029]CAN环网上的节点数是根据焊接机器人各个轴的伺服电机数量决定的，本发明采用模块的设计结构，可以根据实际情况扩展CAN节点，以实现扩展系统功能。伺服电机通过伺服驱动器控制，伺服驱动器通过CAN智能接口将数据传送给伺服电机控制板。CAN智能接口安装在电机控制电路板上，一块伺服电机控制板上安装若干个CAN智能接口。为了既节约资源，又保证系统的实时性和稳定性，采用一个CAN接口连接两个伺服驱动器，利用一个嵌入式软件实现在一个CAN通讯周期内完成两个伺服驱动器的通讯。一块伺服电机控制板安装CAN智能接口的数量是有限制的，当达到上限，则需要扩展伺服电机控制板来实现伺服控制和通讯。CAN环网各个节点数据传输的实时性通过伺服电机控制板上的FPGA保证。
[0030]结合图4可知，主控板所负责计算的机器人位置、速度及力矩参数通过CAN总线发给伺服电机控制板，伺服电机控制板中的Micro Blaze IP核通过Bus Bridge将伺服驱动器所需的信息通过CAN总线发给伺服驱动器。其中，伺服电机控制板中的Micro Blaze IP核是在统一时刻将各个伺服驱动器所需的信息通过CAN通信打包发送的，比传统的逐一发送具有更尚的实时性。
[0031]本发明还公开了一种基于CAN环网的模块化焊接机器人控制方法，如图1所示，包括以下的步骤:
[0032]S1:示教器发出运动指令；
[0033]S2:主控制板按照运动指令计算焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩，并通过CAN环网传输至伺服电机控制板；
[0034]S3:伺服电机控制板将从主控制板得到的焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩通过CAN环网传输至伺服驱动器；
[0035]S4:伺服驱动器将控制信息通过CAN环网传输至伺服电机；
[0036]S5:伺服电机按照控制信息完成相应的动作。
【主权项】
1.一种基于CAN环网的模块化焊接机器人控制方法，其特征在于:包括以下的步骤: S1:示教器发出运动指令； S2:主控制板按照运动指令计算焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩，并通过CAN环网传输至伺服电机控制板； S3:伺服电机控制板将从主控制板得到的焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩通过CAN环网传输至伺服驱动器； S4:伺服驱动器将控制信息通过CAN环网传输至伺服电机； S5:伺服电机按照控制信息完成相应的动作。2.根据权利要求1所述的基于CAN环网的模块化焊接机器人控制方法，其特征在于:所述伺服电机控制板上安装有多个CAN智能接口，其中，一个CAN智能接口连接两个伺服驱动器，采用嵌入式软件实现一个CAN通讯周期内的两个伺服驱动器之间的通讯。3.根据权利要求1所述的基于CAN环网的模块化焊接机器人控制方法，其特征在于:示教器、主控制板、伺服电机控制板、伺服驱动器和伺服电机均采用全局广播的通信方式，在接收到CAN环网传输的数据时解析数据包的地址，判断是否是发给自己的，如果是则做进一步处理，否则就直接丢弃。4.根据权利要求1所述的基于CAN环网的模块化焊接机器人控制方法，其特征在于:所述CAN环网采用单环双向的网络模型。5.一种基于CAN环网的模块化焊接机器人控制系统，其特征在于:包括示教器、主控制板、伺服电机控制板、伺服驱动器和伺服电机，示教器、主控制板、伺服电机控制板、伺服驱动器和伺服电机之间通过CAN环网进行通讯；示教器生成运动指令，主控制板根据运动指令，通过其内部的核心芯片计算焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩，伺服电机控制板将焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩发送给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机完成相应的动作。6.根据权利要求5所述的基于CAN环网的模块化焊接机器人控制系统，其特征在于:所述伺服电机控制板上安装有多个CAN智能接口，其中，一个CAN智能接口连接两个伺服驱动器，采用嵌入式软件实现一个CAN通讯周期内的两个伺服驱动器之间的通讯。7.根据权利要求5所述的基于CAN环网的模块化焊接机器人控制系统，其特征在于:示教器、主控制板、伺服电机控制板、伺服驱动器和伺服电机均采用全局广播的通信方式，在接收到CAN环网传输的数据时解析数据包的地址，判断是否是发给自己的，如果是则做进一步处理，否则就直接丢弃。8.根据权利要求5所述的基于CAN环网的模块化焊接机器人控制系统，其特征在于:所述CAN环网采用单环双向的网络模型。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CAN环网的模块化焊接机器人控制系统，包括示教器、主控制板、伺服电机控制板、伺服驱动器和伺服电机，示教器、主控制板、伺服电机控制板、伺服驱动器和伺服电机之间通过CAN环网进行通讯；示教器生成运动指令，主控制板根据运动指令，通过其内部的核心芯片计算焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩，伺服电机控制板将焊接机器人各个轴对应的电机运动的位置、速度和力矩发送给伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机完成相应的动作。本发明还公开了控制系统的控制方法。本发明可靠性和实时性好、成本低、安装和维护方便。
【IPC分类】B23K37/02, B25J9/16
【公开号】CN105500372
【申请号】CN201610024933
【发明人】王富林, 徐晗, 付磊
【申请人】南京熊猫电子股份有限公司, 南京熊猫电子装备有限公司, 南京熊猫仪器仪表有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月14日