一种机械手控制装置的制作方法

本发明涉及工业控制领域，具体地说是一种机械手控制装置。

背景技术：

随着伴随着信息化、智能化、数字化和网络化的发展，互联网等公共网络的接入打破了工业控制系统以往的封闭性。与此同时，与it网络的互联给工业控制网络带来了更多的安全威胁与挑战。工业控制系统已广泛应用在电力、交通、化工等各个工业领域，成为国家关键基础设施的重要组成部分。工业控制系统存在的风险隐患已是影响国家关键基础设施文档运行的重要因素。

随时具有自主知识产权的国产处理器芯片技术的快速发展，自主研发的低功耗，低成本嵌入式处理器芯片成熟与完善，研发一款基于国产处理器芯片的控制器系统，做到工业控制系统核心处理器芯片的自主可控，从核“芯”解决工业控制系统存在的风险隐患，同时对国产处理器芯片在工业控制领域的产业化应用与推广具有深远的意义。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于国产处理器芯片的机械手控制装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种机械手控制装置，包括运动控制单元连接示教器单元，通过tp示教器接口进行通信。

所述运动控制单元包括：

运动控制芯片通过sram总线接口连接cpu模块，接收cpu模块发送的控制命令，发送到伺服电机对其进行控制；

运动控制芯片连接4路轴接口模块，轴接口电路与外部伺服驱动器连接，驱动伺服电机工作，同时接收编码器反馈信号，进行插补运算。

所述轴接口模块包括：

编码器接口电路连接运动控制芯片，接收伺服电机反馈的增量式编码器的位置信息，并将位置信息数据传送给cpu；

脉冲输出接口电路连接运动控制芯片，接收cpu发送的位置命令信息，并将位置命令信息转化为脉冲输出量，通过脉冲输出接口电路控制伺服电机的运动；

io接口电路连接运动控制芯片。

所述io接口电路包括伺服驱动使能接口电路、伺服准备好接口电路和伺服报警接口电路。

所述运动控制芯片为pcl6045bl芯片。

所述cpu模块包括：

sram接口模块连接cpu，用于cpu模块同运动控制模块间数据交互读写的时序处理和总线地址译码；

io接口模块连接cpu，用于控制和采样机床的开关量输入和输出；

cpu还连接can总线接口模块、uart总线接口模块、spi总线接口模块、usb2.0接口模块、ps/2接口模块、lan接口模块、lvds模块和audio接口模块。

所述cpu采用龙芯1a国处理器。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用国产cpu处理器的工业控制装置解决了在器件采购、应用软件升级、控制装置集成方面受制于国外公司的现状，进一步提高了国产装备制造业的竞争力和自主可控性；

2.本发明采用分体式结构设计，由控制单元和示教单元构成，控制轴数2～4轴，支持圆弧，直线插补，可广泛适应于各种机械手控制装置使用。

附图说明

图1是本发明的结构连接图；

图2是本发明的运动控制单元结构连接图；

图3是本发明的示教器单元结构连接图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示是本发明的结构连接图。

本发明的机械手控制装置由两部分构成，一是运动控制单元，一个是示教器组成；两者之间通过tp示教器接口进行通信。运动控制单元实现机械手伺服驱动器的脉冲输出控制、编码器反馈、直线插补、圆弧插补等功能；示教器实现人机界面交互，键盘输入，文件拷贝等功能。

如图2是本发明的运动控制单元结构连接图。

运动控制单元主要由嵌入式cpu模块和运动控制模块组成，其中运动控制模块采用运动控制芯片pcl6045bl，通过sram总线接口连接嵌入式cpu单元，接收嵌入式cpu单元的位置命令信息，并将位置指令转化为脉冲输出量，通过脉冲输出接口电路控制伺服电机的运动；运动控制芯片pcl6045bl通过编码器接口模块电路接收伺服电机反馈的增量式编码器的位置信息，并将位置信息数据传送给嵌入式cpu单元；运动控制芯片pcl6045bl支持伺服驱动使能，伺服准备好，伺服报警等io接口电路。

工业控制装置是工业控制自动化领域的“大脑”，而cpu，基于cpu芯片的控制板卡、操作系统等软硬件平台则是工业控制的基础平台，是决定“大脑”性能的关键部件。嵌入式cpu模块，采用龙芯中科技术有限公司的龙芯1a低功耗，低成本国产处理器，运行主频266mhz，板载内存256mddr2，板载2gbnandflash，在嵌入式cpu处理器模块上运行人机交互界面软件，接收位置命令信息，由cpu模块通过sram总线传输给运动控制芯片pcl6045bl，由运动控制芯片实现对驱动轴控制及实时插补计算。

如图3是本发明的示教器单元结构连接图。

示教器由5.6寸液晶显示屏、示教器专用键盘、功能按钮等组成，通过tp示教器接口与运动控制单元连接，用于输入轴位置命令信息，并显示轴运动信息，配置信息，和plc组态显示信息等；专用示教器键盘，用于输入字符信息，控制系统操作；功能按钮用于控制机械手的急停、循环启动、进给保持等功能。系统急停电路实现机械手控制器在发生突发情况时，立即停止动作，防止伤害或损失扩大。另，现有示教器符合也本发明的技术内容要求。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种机械手控制装置，包括运动控制单元连接示教器单元，通过TP示教器接口进行通信。本发明采用国产CPU处理器的工业控制装置解决了在器件采购、应用软件升级、控制装置集成方面受制于国外公司的现状，进一步提高了国产装备制造业的竞争力和自主可控性；采用分体式结构设计，由控制单元和示教单元构成，控制轴数2～4轴，支持圆弧，直线插补，可广泛适应于各种机械手控制装置使用。

技术研发人员：李锁;哈韬;黄艳;王喆;任艳;齐济
受保护的技术使用者：沈阳高精数控智能技术股份有限公司
技术研发日：2016.10.28
技术公布日：2018.05.11