一种工业机器人的控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种工业机器人的控制器，包括轨迹规划MCU、运动管理MCU和若干个运动控制MCU，所述轨迹规划MCU与运动管理MCU连接，所述运动管理MCU连接分别与若干个运动控制MCU连接；本实用新型设有多个不同功能的MCU并进行分层设计，实现控制数据的快速传输，满足机器人运动时对时间的严格控制要求。
【专利说明】
一种工业机器人的控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及工业机器人技术领域，更具体地说是一种工业机器人的控制器。
【背景技术】
[0002]在当今社会，无论是工业生产还是日常生活中，都越来越离不开智能的机器人。尤其在工业生产中，工业机器人往往能够替代人们进行一些繁重的生产工作。M⑶是在市场上普遍使用的芯片，其技术成熟，成本低廉，开发资料齐全，开发工具便宜，在各个领域都得到了普遍应用。并且随着近年来的技术进步，以ARM为内核的MCU在运行速度、系统资源、软件资源等各个方面都取得了巨大进步，采用MCU来设计传统机器人控制器成为可能。但是，采用单个MCU设计机器人控制器却被MCU天生的架构所制约，无法满足机器人运动对时间的严格要求。
【实用新型内容】
[0003]为了克服以上现有技术的不足，本实用新型提供一种工业机器人的控制器，控制器设有多个不同功能的MCU，满足机器人运动对时间的严格控制。
[0004]为解决现有技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]—种工业机器人的控制器，包括轨迹规划MCU、运动管理MCU和若干个运动控制MCU，所述轨迹规划M⑶与运动管理M⑶连接，所述运动管理M⑶分别与若干个运动控制MCU连接。
[0006]本实用新型中，整个控制器系统分为3层，顶层的轨迹规划MCU有较强的计算能力，一般运行有嵌入式操作系统，主要功能是根据运行任务产生运动轨迹，并且将运动点坐标从笛卡尔坐标映射到角度空间坐标。中层的运动管理MCU的功能有:第一、接受从顶层传递来的角度坐标，并且在内存中进行预先处理;第二、向底层的运动控制MCU发送数据;第三、管理运动控制M⑶的启动和停止，保证运动数据的同步。底层的运动控制M⑶直接操作机器人控制器，其主要功能有:第一、接受运动管理MCU的运动数据，并将其转换为寄存器的实际控制指令;第二、接收运动管理器的启动命令，并启动脉冲发送;第三、在数据发送完毕后，运动管理MCU发出信号，并等待新的启动指令。
[0007]所述运动管理M⑶包括FIFO存储器、SPI总线接口一和1管理器，所述FIFO存储器与SPI总线接口一连接。在这里，SPI总线接口一与FIFO存储器是为了提高数据传输效率，降低(PU的负载。1管理器的作用是发出启动信号并且接收结束信号。
[0008]所述运动控制MCU包括SPI总线接口二、PWM发生器、回路计数器和中断管理器，所述SPI总线接口二通过PffM发生器和回路计数器与中断管理器连接。在这里，SPI总线接口二的作用是传递数据，并且在数据传递中无需CHJ干预，提高了控制器的响应速度;PffM发生器的作用是根据数据产生脉冲数据，分两路分别送给回路计数器和机器人的驱动器；回路计数器的功能是控制发出的脉冲数目，当发现达到所需要的脉冲个数后，立即锁定HVM发生器，并通知中断管理器；中断管理器的作用是接受到回路计数器结束信号后，发出结束信号通知运动管理MCU。
[0009]进一步的，所述SPI总线接口一和SPI总线接口二均设有DMA通道。通过设置DMA通道，有效提高SPI总线接口一和SPI总线接口二传输数据的速率。
[0010]与现有技术相比，本实用新型设有多个不同功能的MCU并进行分层设计，实现控制数据的快速传输，满足机器人运动时对时间的严格控制要求。
【附图说明】
[0011 ]附图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0012]附图2为本实用新型实施例的运动管理M⑶结构示意图。
[0013]附图3为本实用新型实施例的运动控制M⑶结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图对本实用新型做进一步的解释说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小;对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0015]如图1所示，一种工业机器人的控制器，包括轨迹规划MCU、运动管理M⑶和若干个运动控制MCU，所述轨迹规划M⑶与运动管理M⑶连接，所述运动管理M⑶连接分别与若干个运动控制MCU连接。
[0016]本实用新型中，设置有6个运动控制M⑶，分别为运动控制MCU —、运动控制MCU二、运动控制M⑶三、运动控制M⑶四、运动控制M⑶五和运动控制M⑶六。整个控制器系统分为3层，顶层的轨迹规划MCU有较强的计算能力，一般运行有嵌入式操作系统，主要功能是根据运行任务产生运动轨迹，并且将运动点坐标从笛卡尔坐标映射到角度空间坐标。中层的运动管理MCU接受从顶层传递来的角度坐标，并且在内存中进行预先处理，向底层的运动控制M⑶发送数据，管理运动控制M⑶的启动和停止，保证运动数据的同步。底层的运动控制MCU接受运动管理MCU的运动数据，并将其转换为寄存器的实际控制指令，接收运动管理器的启动命令，并启动脉冲发送，在数据发送完毕后，运动管理MCU发出信号，并等待新的启动指令。
[0017]如图2所示，所述运动管理M⑶包括FIFO存储器、SPI总线接口一和1管理器，所述FIFO存储器与SPI总线接口一连接。在这里，SPI总线接口一与FIFO存储器是为了提高数据传输效率，降低CPU的负载。1管理器的作用是发出启动信号并且接收结束信号。本实用新型中，运动管理MCU还设有启动信号接口、结束信号接口和SPI接口。
[0018]如图3所示，所述运动控制M⑶包括SPI总线接口二、PffM发生器、回路计数器和中断管理器，所述SPI总线接口二通过PWM发生器和回路计数器与中断管理器连接。在这里，SPI总线接口二的作用是传递数据，并且在数据传递中无需(PU干预，提高了系统响应速度;PWM发生器的作用是根据数据产生脉冲数据，分两路分别送给回路计数器和机器人的驱动器；回路计数器的功能是控制发出的脉冲数目，当发现达到所需要的脉冲个数后，立即锁定PWM发生器，并通知中断管理器；中断管理器的作用是接受到回路计数器结束信号后，发出结束信号通知运动管理MCU。
[0019]所述SPI总线接口一和SPI总线接口二均设有DMA通道。通过设置DMA通道，有效提高SPI总线接口一和SPI总线接口二传输数据的速率。
[0020]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种工业机器人的控制器，其特征在于，包括轨迹规划MCU、运动管理M⑶和若干个运动控制MCU，所述轨迹规划M⑶与运动管理M⑶连接，所述运动管理M⑶连接分别与若干个运动控制MCU连接。2.根据权利要求1所述的工业机器人的控制器，其特征在于，所述运动管理MCU包括FIFO存储器、SPI总线接口一和1管理器，所述FIFO存储器与SPI总线接口一连接。3.根据权利要求1所述的工业机器人的控制器，其特征在于，所述运动控制MCU包括SPI总线接口二、P丽发生器、回路计数器和中断管理器，所述SPI总线接口二通过P丽发生器和回路计数器与中断管理器连接。4.根据权利要求2或3所述的工业机器人的控制器，其特征在于，所述SPI总线接口一和SPI总线接口 二均设有DMA通道。
【文档编号】G05D1/02GK205721247SQ201620569571
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】邓锐, 陈亮, 冯青, 曾丽, 何炳龙, 谭文俊
【申请人】广东海洋大学