专利名称：机器人运动控制传送系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人运动控制传送系统。
背景技术：
在工业机器人的自动化生产线中，经常采用可编程逻辑控制器(PLC)来实现对工业机器人的控制。可编程逻辑控制器使用标准的编程语言和简单便捷操作界面吸引了广大用户，但是在运动控制方面非其所长。工业机器人一般采用4-6个轴通过并联和/或串联的方式联接。因此，工业机器人的运动过程一般极为复杂。为此，可以考虑采用运动控制器(Motion Controller)实现对工业机器人复杂运动过程进行高效且精确的控制，但是现在机器人控制的编程语言往往·是其厂商定制的专用编程语言和环境，用户需要通过专门的培训才能利用此类编程语言来控制工业机器人。用户为此不得不耗费大量时间和精力来掌握此类编程语言，这就大大降低了用户满意度。工业机器人在大量领域中获得应用，例如，在食品加工业中，机器人可以在传送带上拾取食品等物件，来代替手工操作，从而极大地降低了人力成本。然而，在此类应用中，当前的机器人拾取操作存在精度严重不足也不易根据具体情况实时调节等缺陷。
实用新型内容本实用新型提供了一种机器人运动控制传送系统，旨在对PLC与运动控制器进行有效组合，使二者能够相互之间取长补短，同时在传送带应用中使机器人的拾取操作变得更为精确且易于调节。具体而言，本实用新型提供一种机器人运动控制传送系统，包括可编程逻辑控制器；运动控制器，该运动控制器与可编程逻辑控制器双向通信连接；伺服驱动器，该伺服驱动器与运动控制器双向通信连接，并且该伺服驱动器驱动连接到机器人；传送跟踪模块，该传送跟踪模块与可编程逻辑控制器双向通信连接；传送带和相机，所述传送带和相机各自与传送跟踪模块双向通信连接。优选地，可编程逻辑控制器与运动控制器集成在同一中央处理单元中。更优选地，在可编程逻辑控制器与运动控制器之间所采用的通信介质是共享的内存储器。更优选地，在运动控制器与伺服驱动器之间所采用的通信介质是系统总线。可选地，可编程逻辑控制器与运动控制器各自设置在两个不同的中央处理单元中。可选地，所述两个不同的中央处理单元之间所采用的通信介质是系统总线。优选地，可编程逻辑控制器、运动控制器、伺服驱动器集成在同一中央处理单元中。更优选地，可编程逻辑控制器、运动控制器、伺服驱动器两两之间的通信介质均为共享的内存储器。优选地，进一步包括安全模块，可编程逻辑控制器和伺服驱动器各自与安全模块双向通信连接。更优选地，在安全模块与伺服驱动器之间通过系统总线双向通信连接，在安全模块与PLC之间也通过系统总线双向通信连接。优选地，在可编程逻辑控制器与传送跟踪模块之间通过以太网双向通信连接。由于本实用新型对PLC和运动控制器进行有效组合，使二者相互取长补短，既实现了对机器人的高效且精确的控制，又可以采用标准化编程语言且操作界面简便快捷。同时在传送带应用中使机器人的拾取操作变得更为精确且易于调节。
图I示出根据本实用新型的组合采用PLC和运动控制器对机器人进行运动控制且在此基础上控制机器人针对传送带的操作的系统结构示意图。
具体实施方式
本实用新型将PLC的软控制引擎和运动控制器的软引擎运行在同一中央处理单元(CPU)模块，并提供共享内存作为它们之间的通信介质，从而形成总控制系统对机器人进行运动控制。由于本实用新型对PLC和运动控制器进行有效组合，使二者相互取长补短，既实现了对机器人的高效且精确的控制，又可以采用标准化编程语言且操作界面简便快捷。在此基础上，本实用新型将机器人用于传送带，提出了一种针对传送带和摄像机的拓补结构。需要注意的是，上文所提到的CPU并不限于特定类型，可以是普通台式机中的CPU，也可以是笔记本上的CPU，甚至可以是用户根据自身需求专门定制的CPU。在下文中，将详细描述本实用新型的具体技术方案。图I示出根据本实用新型的组合采用PLC和运动控制器对机器人进行运动控制且在此基础上控制机器人针对传送带的操作的系统结构示意图。如图I所示，PLC与运动控制器构成双向通信连接，随后，运动控制器接着与伺服驱动器进行双向通信连接，伺服驱动器驱动连接至机器人。另外，PLC也与传送跟踪模块建立双向通信连接，而传送带和相机也各自与传送跟踪模块建立双向通信连接。在操作时，优选地，PLC与运动控制器集成在同一 CPU中，PLC可以分析并执行根据IEC61131-3标准所定义的可编程逻辑控制器语言。优选地，在PLC与运动控制器之间所采用的通信介质可以是共享的内存储器，这就使PLC与运动控制器之间的通信更为方便快捷。类似地，在运动控制器与伺服驱动器之间所采用的通信介质也可以是共享的内存储器。由于PLC的存在，用户可以通过标准化编程语言在操作界面上方便地进行控制操作，通过CPU向伺服驱动器发出控制指令。由于CPU中包含运动控制器，由此就可以确保(PU对伺服驱动器进行高效且精确的控制。上文提到，工业机器人一般采用4-6个轴通过并联和/或串联的方式联接。因此，当用户进行控制操作并发出控制指令时，运动控制器可以将这一运动控制指令分解成机器人上的运动轴的各种运动指令，从而实现对机器人的高效精确的运动控制。[0025]伺服驱动器在接收到来自CPU的指令后随即根据这一控制指令对机器人进行驱动，特别地，控制机器人上的电机，由此使机器人可以按照用户的意图进行精确运动。例如，伺服驱动器可以根据来自CPU的指令对机器人的电机进行速度环、位置环、力矩环控制。上文提到，PLC与运动控制器之间，以及运动控制器与伺服驱动器之间，都进行双向通信连接。这就意味着，机器人的运动状况也可以经由伺服驱动器、运动控制器通过操作界面反馈给用户，由此使用户可以根据反馈回的机器人运动状况实时地调整机器人的运动。由于本实用新型对PLC和运动控制器进行有效组合，使二者相互取长补短，既实现了对机器人的高效且精确的控制，又可以采用标准化编程语言且操作界面简便快捷。需要注意的是，尽管图I中显示出PLC与运动控制器集成在同一 CPU内，而伺服驱动器处于CPU之外，然而本实用新型并不限于此。根据本实用新型，更优选地，PLC、运动控制器、伺服驱动器三者均集成在同一 CPU之中，在PLC与运动控制器之间，以及在运动控制器与伺服驱动器之间，均通过共享的内存储器建立双向通信连接，采用这一优选方案，由于省去了这三者之间的系统总线连接，因此在这三者之间的通信将更为精确快捷。当然，也可以考虑让PLC、运动控制器各自设置在不同的两个CPU中，在这两个CPU之间通过系统总线建立双向通信连接，尽管这并非优选方案，但仍然落在本实用新型的范围内。上文还提到，PLC也与传送跟踪模块建立双向通信连接，而传送带和相机也各自与传送跟踪模块建立双向通信连接，这就构成了一种针对传送带和相机的拓补结构。当传送带携带物品推进时，相机观察传送带的推进状况，同时，传送带上还可以装备一个或多个传感器，用于观察物品在传送带中的情况(例如，物品相对于传送带的相对速度、物品在传送带中的位置等等)。相机和/传感器所获取的信息可以发送至传送跟踪模块，再由传送跟踪模块将相应信息传送至PLC。这就完成了针对传送带和相机所获取信息的抓包/打包过程。由此，PLC所获取的源自传送带和相机的信息就会相应地显示在PLC对应的操作界面上。用户就可以根据操作界面的显示来相应地通过运动控制器和伺服驱动器来相应地调节机器人的运动，从而调整机器人针对传送带上物品的拾取操作。通过上述结构，本实用新型巧妙地提出了一种针对传送带和相机的拓补结构，用户可以方便且精确地远程控制机器人来实现机器人针对传送带的拾取操作，并可以很容易地对机器人的拾取操作进行实时调节。另外，如图I所示，优选地，本实用新型还设置一安全模块，该安全模块与PLC构成双向通信连接，另外，该安全模块也与伺服驱动器构成双向通信连接。这样，在出现误操作时，例如在机器人无法进行正常工作的情况下，安全模块就可以自动关断伺服驱动器的运行，从而停止机器人的工作。这样，就最大限度地保证了系统的操作安全性。优选地，在安全模块与伺服驱动器之间通过系统总线进行双向通信连接，在安全模块与PLC之间也通过系统总线进行双向通信连接，而在PLC与传送跟踪模块之间通过以太网进行双向通信连接。本领域技术人员还可以理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施例，所有对本实用新型的等同变换均落在本实用新型的范围内。
权利要求1.一种机器人运动控制传送系统,其特征在于,包括 可编程逻辑控制器； 运动控制器，该运动控制器与可编程逻辑控制器双向通信连接； 伺服驱动器，该伺服驱动器与运动控制器双向通信连接，并且该伺服驱动器驱动连接到机器人； 传送跟踪模块，该传送跟踪模块与可编程逻辑控制器双向通信连接； 传送带和相机，所述传送带和相机各自与传送跟踪模块双向通信连接。
2.根据权利要求I所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，可编程逻辑控制器与运动控制器集成在同一中央处理单元中。
3.根据权利要求2所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，在可编程逻辑控制器与运动控制器之间所采用的通信介质是共享的内存储器。
4.根据权利要求2所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，在运动控制器与伺服驱动器之间所采用的通信介质是系统总线。
5.根据权利要求I所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，可编程逻辑控制器与运动控制器各自设置在两个不同的中央处理单元中。
6.根据权利要求5所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，所述两个不同的中央处理单元之间所采用的通信介质是系统总线。
7.根据权利要求I所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，可编程逻辑控制器、运动控制器、伺服驱动器集成在同一中央处理单元中。
8.根据权利要求7所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，可编程逻辑控制器、运动控制器、伺服驱动器两两之间的通信介质均为共享的内存储器。
9.根据权利要求I所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，进一步包括安全模块，可编程逻辑控制器和伺服驱动器各自与安全模块双向通信连接。
10.根据权利要求9所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，在安全模块与伺服驱动器之间通过系统总线双向通信连接，在安全模块与PLC之间也通过系统总线双向通信连接。
11.根据权利要求ι- ο中任一项所述的机器人运动控制传送系统，其特征在于，在可编程逻辑控制器与传送跟踪模块之间通过以太网双向通信连接。
专利摘要本实用新型提供一种机器人运动控制传送系统，包括可编程逻辑控制器；运动控制器，该运动控制器与可编程逻辑控制器双向通信连接；伺服驱动器，该伺服驱动器与运动控制器双向通信连接，并且该伺服驱动器驱动连接到机器人；传送跟踪模块，该传送跟踪模块与可编程逻辑控制器双向通信连接；传送带和相机，所述传送带和相机各自与传送跟踪模块双向通信连接。由于本实用新型对PLC和运动控制器进行有效组合，使二者相互取长补短，既实现了对机器人的高效且精确的控制，又可以采用标准化编程语言且操作界面简便快捷。同时在传送带应用中使机器人的拾取操作变得更为精确且易于调节。
文档编号G05B19/05GK202735772SQ20122038609
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者张毅成, 张晖, 马博军, 张斐泓 申请人:Abb技术有限公司