一种基于总线的焊接机器人控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种焊接机器人控制系统，尤其涉及一种基于总线的焊接机器人控制系统。

背景技术：

随着工业机器人领域相关技术的发展，焊接机器人，尤其是弧焊机器人已经成为工业制造的重要装备之一，实现焊接机器人的自主研发及产业化，对提升我国工业机器人的技术水平起着巨大作用，同时有利于完善工业机器人的应用领域，促进相关产业发展。

一般的，焊接机器人多为6自由度机器人，它是由6个可自由旋转的轴关节组成，具有速度快、精度高、工作范围广的优点，但也存在这结构复杂、维护难、安装不方便、加工成本高的缺点。

目前，国外工业机器人的控制系统，多采用运动控制器和伺服驱动器集成在一起的硬件组成方式，并留有I/O信号接口，方便扩展。这种控制系统专用性强，开放性差，对于机器人生产厂家的软硬件技术水平要求也高，同时其结构相对复杂，在开发、维护过程中遇到的问题也会增加，产品生产的成本也高。国内机器人企业多采用的运动控制器与伺服驱动器分开安装的方式，控制器与驱动器连接主要通过脉冲口。针对不同数量的电机，控制系统都要增加接口设计和布线设计。因此，对应每一款服务机器人都需要重新设计和制作控制器的硬件系统；这种结构带来大量的线缆连接，系统可靠性比较差，对机器人系统安装空间要求非常严格。同时，这种通讯方式系统响应实时性不高、数据传输慢。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于总线的焊接机器人控制系统，它具有控制可靠性强，对焊接机器人实时监控，一旦出现故障能够立即停止，减少出错率，具有良好的应用前景优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于总线的焊接机器人控制系统，包括嵌入式多轴运动控制器和示教器，所述嵌入式多轴运动控制器通过总线与7台伺服驱动器连接，所述7台伺服驱动器分别通过线缆与7台伺服电机连接，其中5台伺服电机通过减速机与焊接机器人的各关节连接，控制焊接机器人进行焊接工作；1台伺服电机经减速机与放置焊接机器人的底座连接，所述底座放置在导轨上，控制底座在导轨上直线运动，进而带动焊接机器人直线运动；1台伺服电机经减速机与变位机连接，控制变位机将需要焊接的工件旋转变换姿态；所述示教器通过总线与嵌入式多轴运动控制器连接；嵌入式多轴运动控制器通过I/O模块和模拟量模块与焊机通讯，I/O模块控制焊机开始焊接、停止焊接；模拟量模块控制焊机焊接时的电流大小；所述示教器上设置有紧急停止按钮，所述紧急停止按钮通过线缆与焊接机器人连接，在危险时刻，焊接机器人安全停止；

所述示教器包括报警模块、焊枪末端点坐标获取模块，所述警报模块用于对焊接过程中出现异常或出现故障时，进行报警；

所述嵌入式多轴运动控制器包括运动控制模块。

所述焊枪末端点坐标获取模块嵌入到示教器内，能够切换焊接机器人运动坐标系，焊枪末端点坐标获取模块获取焊枪末端的坐标位置并传输给嵌入式多轴运动控制器中，由嵌入式多轴运动控制器进行焊接机器人运行的路径进行规划。

所述伺服电机内设置有多圈绝对值编码器，所述多圈绝对值编码器通过伺服驱动器与嵌入式多轴运动控制器连接，多圈绝对值编码器通过线缆与伺服驱动器连接，再经伺服驱动器上的RS485接口与嵌入式多轴运动控制器连接，使嵌入式多轴运动控制器能够实时获取伺服电机运行位置。

所述嵌入式多轴运动控制器是以Intel标准X86架构的CPU。

所述运动控制模块嵌入到嵌入式多轴运动控制器中，所述运动控制模块的运动控制器为BAC332R控制器。

所述嵌入式多轴运动控制器与各伺服驱动器通过EthenCat总线连接。

所述焊机与I/O模块、模拟量模块通过线缆连接，所述示教器与嵌入式多轴运动控制器之间的总线采用RS232总线。

所述嵌入式多轴运动控制器还通过网线与PC机连接。

本实用新型的有益效果：

1.嵌入式多轴运动控制器是以Intel标准X86架构的CPU和芯片为系统处理器，处理速度快，精确控制焊接机器人运行；2.将I/O信号、模拟量信号、通讯接口和运动控制集成到一个嵌入式多轴运动控制器内，利于各信号之间的传输和交互，提高了整个系统的实时性；3.多个模块之间均是通过总线方式进行连接，可扩展性强。节约成本和减化系统布线；4.该焊接机器人控制系统利于5台伺服电机控制焊接机器人，1台伺服电机控制放置焊接机器人的底座，带动焊接机器人直线运动、1台伺服电机控制变位机使焊接工件调整姿态，实现复杂的机器人焊接控制，加工成本低，结构轻便，工作空间大，焊接效率高，能广泛用于金属结构件、非标件焊接项目，对改善工人工作环境，提高焊接工作效率，实现工业自动化具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

其中，1.嵌入式多轴运动控制器；2.伺服驱动器；3.伺服电机；4.焊机；5.示教器；6.I/O模块；7.模拟量模块；8.PC机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种基于总线的焊接机器人控制系统，包括嵌入式多轴运动控制器1和示教器5，嵌入式多轴运动控制器1通过EthenCat总线与7台伺服驱动器2连接，7台伺服驱动器2分别通过线缆与7台伺服电机3连接，其中5台伺服电机3通过减速机与焊接机器人的各关节连接，控制焊接机器人进行焊接工作；1台伺服电机3经减速机与放置焊接机器人的底座连接，底座放置在导轨上，控制底座在导轨上直线运动，进而带动焊接机器人直线运动；1台伺服电机3经减速机与变位机连接，控制变位机将需要焊接的工件旋转变换姿态；伺服电机3内设置有多圈绝对值编码器，多圈绝对值编码器通过伺服驱动器2与嵌入式多轴运动控制器1连接，多圈绝对值编码器通过线缆与伺服驱动器2连接，再经伺服驱动器2上的RS485接口与嵌入式多轴运动控制器1连接，使嵌入式多轴运动控制器1能够实时获取伺服电机3运行位置。

示教器5通过RS232总线与嵌入式多轴运动控制器1连接；嵌入式多轴运动控制器1通过I/O模块6和模拟量模块7与焊机4通讯，I/O模块6控制焊机4开始焊接、停止焊接；模拟量模块7控制焊机4焊接时的电流大小；所述示教器5上设置有紧急停止按钮，所述紧急停止按钮通过线缆与焊接机器人连接，在危险时刻，焊接机器人安全停止，焊机4与I/O模块6、模拟量模块7通过线缆连接；示教器5包括报警模块、焊枪末端点坐标获取模块，警报模块用于对焊接过程中出现异常或出现故障时，进行报警并上传错误至示教器5，焊枪末端点坐标获取模块嵌入到示教器5内，能够切换焊接机器人运动坐标系，焊枪末端点坐标获取模块获取焊枪末端的坐标位置并传输给嵌入式多轴运动控制器1中，由嵌入式多轴运动控制器1进行焊接机器人运行的路径进行规划。

嵌入式多轴运动控制器1包括运动控制模块，嵌入式多轴运动控制器1是以Intel标准X86架构的CPU，运动控制模块嵌入到嵌入式多轴运动控制器1中，运动控制模块的运动控制器为BAC332R控制器，嵌入式多轴运动控制器1还通过网线与PC机8连接。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用c新型的保护范围以内。