本发明涉及智能制造、自动化控制和工业机器人平台领域,具体说是一种基于codesys的智能工业机器人平台实现方法。
背景技术:
1、codesys(controlled development system)是德国codesys集团推出的功能强大的plc软件编程工具。它具有完整的plc开发环境,可实现从plc编程到最终产品的一整套流程。其既可实现基本的plc逻辑控制,也可以实现轴运动控制。将以codesys为开发环境构建智能工业机器人控制器研发平台,该版本在原控制器平台模块算法和软件架构进行优化。
2、目前的智能工业机器人平台通常采用不同的操作平台和系统,但是无法实现硬件和软件统一,因此导致开发算法不通用,不适用所有的各个机器人厂家合作开发。
技术实现思路
1、本发明目的是提供一种基于codesys的智能工业机器人平台实现方法,以克服上述平台的缺陷。
2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种基于codesys的智能工业机器人平台,包括:
3、示教器,用于获取用户输入的控制信息,并发送至控制器软件系统;
4、控制器软件系统,用于根据通过codesys获取用户的指令或者接收示教器的控制信息,以及从控制器硬件系统反馈的机器人状态信息,通过分核控制的方式进行处理,得到运动控制指令,并显示运动控制指令和机器人状态信息;
5、控制器硬件系统,用于获取控制器软件系统发送的运动控制指令运动,并反馈机器人的状态信息至控制器软件系统。
6、所述控制器软件系统包括:
7、hmi,用于接收用户的指令或者获取示教器的控制信息,触发相应的工序,将工序发送至单核处理器,以使多个单核处理器通过分核控制的方式处理工序;
8、多个单核处理器,每个单核处理器用于运行运动控制算法、机器人算法、机器人任务分配、机器人引用中的一种,并通过与共享内存进行数据交互,获取包含机器人变量、通讯方式的信息;
9、算法库,用于存储机器人算法,包括机器人模型、机器人语言、轨迹规划、导航算法和力控制中的至少一种算法模块;
10、rsp通信层,用于提供运动控制算法,通过单核处理器获得机器人位置、速度,并发给机器人控制器以完成平台的运动控制。
11、所述机器人变量包括io变量、机器人位置、关节值、速度、力矩值和其它传感器信息。
12、多个单核处理器包括:
13、第一单核处理器,用于对于分配任务的机器人,通过调用rsp通信层的运动控制算法、算法库中的机器人算法,得到机器人位置、速度,通过rsp通信层发送至机器人控制器,以实现对机器人的运动控制;
14、第二单核处理器,用于对于分配任务的机器人,调用算法库中的算法模块、rsp通信层的运动控制算法,得到算法模块的输出值作为控制量,通过rsp通信层发送至机器人控制器,以完成机器人应用功能;
15、第三单核处理器,用于将工序分解成任务,进行机器人任务分配,将分配结果发送至第一单核处理器、第二单核处理器用于计算机器人位置、速度和控制量;
16、第四单核处理器,用于机器人引用即自定义任务,发送至至第一单核处理器、第二单核处理器。
17、所述共享内存用于存储系统文件、机器人变量、通讯方式信息。
18、一种基于codesys的智能工业机器人平台实现方法,包括以下步骤:
19、示教器获取用户输入的控制信息,并发送至控制器软件系统;
20、控制器软件系统通过codesys获取用户的指令或者接收示教器的控制信息,以及从控制器硬件系统反馈的机器人状态信息,通过分核控制的方式进行处理,得到运动控制指令;并显示运动控制指令和机器人状态信息;
21、控制器硬件系统获取控制器软件系统发送的运动控制指令运动,并反馈机器人的状态信息至控制器软件系统。
22、所述控制器软件系统执行以下步骤:
23、hmi接收用户的指令或者获取示教器的控制信息,触发相应的工序,将工序发送至单核处理器,以使多个单核处理器通过分核控制的方式处理工序;
24、多个单核处理器分别运行运动控制、机器人算法、机器人任务分配、机器人引用中的一种,并通过与共享内存进行数据交互,获取包含机器人变量、通讯方式的信息;
25、rsp通信层通过单核处理器获得机器人位置、速度,并发给机器人控制器以完成平台的运动控制。
26、多个单核处理器包括:
27、第一单核处理器通过调用rsp通信层的运动控制算法、算法库中的机器人算法,得到机器人位置、速度,通过rsp通信层发送至机器人控制器,以实现对机器人的运动控制;
28、第二单核处理器调用算法库中的算法模块、rsp通信层的运动控制算法,得到算法模块的输出值作为控制量,通过rsp通信层发送至机器人控制器,以完成机器人应用功能;
29、第三单核处理器将工序分解成任务,进行机器人任务分配,将分配结果发送至第一单核处理器、第二单核处理器用于计算机器人位置、速度和控制量;
30、第四单核处理器通过机器人引用即自定义任务,发送至至第一单核处理器、第二单核处理器。
31、一种基于codesys的智能工业机器人平台实现方法,包括以下步骤:
32、示教器获取用户输入的控制信息,并发送至控制器软件系统;
33、控制器软件系统根据通过codesys获取用户的指令或者接收示教器的控制信息,以及从控制器硬件系统反馈的机器人状态信息,通过分核控制的方式进行处理,得到运动控制指令,并显示运动控制指令和机器人状态信息;
34、控制器硬件系统获取控制器软件系统发送的运动控制指令运动,并反馈机器人的状态信息至控制器软件系统。
35、本发明具有以下有益效果及优点:
36、(1)为机器人系统提供基础功能函数。包括:1)机器人服务平台,将机器人系统与操作系统隔离,并实现基本的总线协议栈(rsp通信层)和数据工具;2)机器人算法库,实现机器人手臂、底盘相关算法功能。
37、(2)工业、服务机器人支持标准ros—i功能接口和仿真模型,图1所示,处于通信层(属于rsp中的一部分),可快速对接开源算法,构建开放式控制系统通过使用先进开源算法,分析算法原理与实现机制,最终移植算法功能,扩充算法库。
38、(3解决了不同机器人之间硬件/操作系统在功能、接口、使用方式上存在的差异;
39、(4)基于codesys的智能工业机器人平台软件包括硬件系统和软件系统两部分。该控制系统不仅可以实现运动控制,还可以实现仿真(在人机交互层hmi进行仿真)。硬件系统由并联机器人本体、嵌入式工控计算机、伺服驱动和电机系统、ethercat模块和i/o模块等组成。软件系统由自动化软件codesys实现,包括运动控制程序和仿真模块。实验和程序设计结果表明,该系统运行良好,具有实用性和可靠性。