基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种总线模块，尤其涉及一种基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块，用于智能工业机器人。
【背景技术】
[0002]随着技术发展，工业机器人的运用在现代工厂中越来越广泛。机器人的发展正朝向控制精度高，运动速度快，安全性更好等方向前进。
[0003]传统的控制总线方式将无法支撑这一技术转变，必须采用新的总线方式，实现信息的高速化传输。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种EtherCAT是在传统以太网基础上改进，具有网络拓扑结构灵活，配置方便，实时性好，有效数据率高的基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块。
[0005]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0006]一种基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块，包括EtherCAT总线，EtherCAT总线与嵌入式微处理器相连接，嵌入式微处理器中设有以太网控制器，嵌入式微处理器的两端分别与DSP运算部件和示教盒相互连；EtherCAT总线分别与机器人运动模块、I/O模块、力觉模块、视觉模块相互连；机器人运动模块、I/O模块、力觉模块、视觉模块、EtherCAT总线组成拓扑结构；
[0007]机器人运动模块包括至少一个ESC运动模块、至少一个伺服驱动器和至少一个交流伺服电机，ESC运动模块与伺服驱动器相互连，伺服驱动器与交流伺服电机相互连；
[0008]I/O模块包括ESC控制模块，ESC控制模块至多与32路信号相连；
[0009]力觉模块包括ESC力觉模块、力觉控制器和力觉传感器，ESC力觉模块分别与力觉控制器和力觉传感器相互连；
[0010]视觉模块包括ESC视觉模块、视觉控制器和视觉传感器，ESC视觉模块分别与视觉控制器和视觉传感器相互连。
[0011]智能传感器的运用，将大力推进机器人智能化的发展，比如智能相机，更快速高效的检测环境；多维度力传感器，感知各方向力和力矩；距离传感器等等。随之而来的问题是，如何快速的将传感信息传输至机器人控制柜，实现机器人实时变化。使用EtherCAT的技术，这些将不再是难题。因此EtherCAT技术在现代机器人领域有相当开阔的应用前景。
[0012]整个机器人控制系统采用EtherCAT协议实现控制器与各模块间的通讯。系统可以根据需求任意增减硬件模块，可拓展多个控制器实现多机器人作业系统，添加更智能的传感器，以及机器人外部轴等。
[0013]运动模块包括两种方式，其中一种是伺服驱动器集成了 EtherCAT从站功能，另一种是从站由ESC+微处理器组成，实现与一般伺服驱动器数据交换。所述的交流伺服驱动器通过相对应的从站接口与控制器连接通信。
[0014]力觉模块和视觉模块，感知机器人自身及周围状态的变化，通过EtherCAT及时将信息传送至控制器中，控制器通过优化算法实时控制各运动关节变化。
[0015]有益效果:
[0016]1、主站控制器采用实时操作系统RT-Linux，极大的提高了系统响应能力。
[0017]2、采用EtherCAT工业以太网技术，具备Processing on the fly、分布时钟同步等技术，各关节同步性高，响应速度快，实现工业机器人高速、准确运动。
[0018]3、EtherCAT现场总线传输速度高，拓扑结构灵活，使得感知模块的添加更加容易，同时不担心传输效率问题，从而使得机器人更智能，运用领域更广泛。
[0019]通过EtherCAT总线，能将外部感知信息及时传送至主站中，控制器能快速对这些反馈数据进行处理，作出相应的调整，机器人各关节能在第一时间对控制器发出的调整进行运动。总的来说，工业机器人能对外界的变化有更快的响应，即更智能化，同时多种感知模块的运用拓宽了其工作领域。
[0020]本实用新型提供基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块，使工业机器人更加智能化，同时具备多种感知模块的运用。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0023]实施例1:如图1所示，一种基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块，包括EtherCAT总线1，EtherCAT总线I与嵌入式微处理器2相连接，嵌入式微处理器2中设有以太网控制器3，嵌入式微处理器2的两端分别与DSP运算部件4和示教盒5相互连；EtherCAT总线I分别与机器人运动模块6、I/O模块7、力觉模块8、视觉模块9相互连；机器人运动模块6、I/O模块7、力觉模块8、视觉模块9、EtherCAT总线I组成拓扑结构；
[0024]机器人运动模块包括至少一个ESC运动模块10、至少一个伺服驱动器11和至少一个交流伺服电机12，ESC运动模块10与伺服驱动器11相互连，伺服驱动器11与交流伺服电机12相互连；
[0025]I/O模块包括ESC控制模块13，ESC控制模块13至多与32路信号相连；
[0026]力觉模块包括ESC力觉模块14、力觉控制器15和力觉传感器16，ESC力觉模块14分别与力觉控制器15和力觉传感器16相互连；
[0027]视觉模块包括ESC视觉模块17、视觉控制器18和视觉传感器19，ESC视觉模块17分别与视觉控制器18和视觉传感器19相互连。
【主权项】
1.一种基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块，其特征在于:包括EtherCAT总线(1)，EtherCAT总线(I)与嵌入式微处理器(2)相连接，嵌入式微处理器(2)中设有以太网控制器(3)，嵌入式微处理器(2)的两端分别与DSP运算部件(4)和示教盒(5)相互连；EtherCAT总线(I)分别与机器人运动模块(6 )、I/0模块(7 )、力觉模块(8 )、视觉模块(9 )相互连；机器人运动模块(6 )、I/O模块(7 )、力觉模块(8 )、视觉模块(9 )、EtherCAT总线(I)组成拓扑结构； 机器人运动模块包括至少一个ESC运动模块(10 )、至少一个伺服驱动器(11)和至少一个交流伺服电机(12 )，ESC运动模块(10 )与伺服驱动器(11)相互连，伺服驱动器(11)与交流伺服电机(12)相互连； I/O模块包括ESC控制模块(13)，ESC控制模块(13)至多与32路信号相连； 力觉模块包括ESC力觉模块(14)、力觉控制器(15)和力觉传感器(16)，ESC力觉模块(14)分别与力觉控制器(15)和力觉传感器(16)相互连； 视觉模块包括ESC视觉模块(17)、视觉控制器(18)和视觉传感器(19)，ESC视觉模块(17)分别与视觉控制器(18)和视觉传感器(19)相互连。
【专利摘要】本实用新型涉及一种总线模块，尤其涉及一种基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块。EtherCAT总线与嵌入式微处理器相连接，嵌入式微处理器的两端分别与DSP运算部件和示教盒相互连；机器人运动模块、I/O模块、力觉模块、视觉模块、EtherCAT总线组成拓扑结构。基于EtherCAT的智能工业机器人总线模块，使工业机器人更加智能化。
【IPC分类】B25J13-00, B25J13-08
【公开号】CN204431264
【申请号】CN201420754983
【发明人】李正刚, 范卫国, 金晶, 陈立, 朱彬, 冯玖强
【申请人】杭州新松机器人自动化有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月5日