一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括主站控制計(jì)算機(jī)和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、語音識(shí)別處理器、PLC控制器、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片、圖像采集模塊、無線傳輸模塊和ARM控制器，DSP芯片控制器和ARM控制器均與主站控制計(jì)算機(jī)通信連接，DSP芯片控制器、語音識(shí)別處理器和ARM控制器彼此通信連接，四臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)均與DSP芯片控制器通信連接，多個(gè)避障位移傳感器、定位傳感器、陀螺儀、加速度傳感器均與DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。本發(fā)明的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算速度快，使機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)向靈活、動(dòng)作穩(wěn)定精確，便于無線監(jiān)控。
【專利說明】
一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，屬于裝配作業(yè)的 四關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人可以代替人類做一些比較單調(diào)、比較頻繁和重復(fù)率較 高的長時(shí)間作業(yè)，或是在危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，一般用作搬取零件和裝配工作，在微電 子制造業(yè)、塑料工業(yè)、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng) 用，它對(duì)于提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障人身安全、改 善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本等有著十分重要的意義。 [0003] SCARA工業(yè)機(jī)器人即裝配作業(yè)的機(jī)器人手臂是一種圓柱坐標(biāo)型的工業(yè)機(jī)器人，它 依靠旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)大臂和小臂來實(shí)現(xiàn)X-Y平面內(nèi)的快速定位，依靠一個(gè)手腕移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)手 腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)在Z方向上做伸縮和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其具有四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，該系列的操作手在其動(dòng) 作空間的四個(gè)方向具有有限剛度，而在剩下的其余兩個(gè)方向上具有無限大剛度。這種結(jié)構(gòu) 特性使得SCARA機(jī)器人擅長從一點(diǎn)抓取物體，然后快速的安放到另一點(diǎn)，因此SCARA機(jī)器人 在自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上得到了廣泛的應(yīng)用。SCARA機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈活，速度快、位置精 度高，它的使用大大提高了機(jī)器人對(duì)復(fù)雜裝配任務(wù)的適應(yīng)性，同時(shí)也降低了成本，提高了工 作空間利用率。
[0004] SCARA關(guān)節(jié)機(jī)器人在搬運(yùn)貨物過程中要時(shí)刻判斷主控制器輸入的位置參數(shù)，并判 斷周圍的環(huán)境時(shí)刻避障，然后由運(yùn)動(dòng)控制器反復(fù)控制其精確的加速和減速進(jìn)行搬運(yùn)貨物， 稍微的誤差累計(jì)就有可能在多回合運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)致運(yùn)輸失敗。國內(nèi)對(duì)SCARA機(jī)器人的使用雖然 有幾十年，但是由于國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展起步比較晚，受較多關(guān)鍵技術(shù)的影響，SCARA機(jī)器 人的發(fā)展也受所影響，傳統(tǒng)的機(jī)器人原理如圖1所示，在長期使用期間出現(xiàn)眾多問題： (1)在SCARA機(jī)器人進(jìn)行零位置歸位時(shí)，或者是機(jī)器人復(fù)位時(shí)，均依靠人工目測的方式， 使得機(jī)器人的零位置設(shè)定有誤。
[0005] (2)雖然永磁直流伺服電機(jī)較直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)功能有所提高，但是普通永磁直 流伺服電機(jī)為有刷結(jié)構(gòu)，因存在集電環(huán)炭刷結(jié)構(gòu)，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生火花，特別是在高速時(shí) 將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)火，產(chǎn)生無線電干擾，不適合高速旋轉(zhuǎn)，不適合運(yùn)用于帶載運(yùn)行的SCARA機(jī) 器人。
[0006] (3 )永磁直流伺服電機(jī)為有刷結(jié)構(gòu)，集電環(huán)和碳刷之間直接接觸且高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 這種機(jī)械結(jié)構(gòu)使得有機(jī)械摩擦存在，產(chǎn)生較大的機(jī)械噪聲，使得SCARA機(jī)器人的噪聲污染增 大。
[0007] (4)雖然永磁無刷直流伺服電機(jī)較步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)和直流伺服電機(jī)性能有所 提高，但是其帶載能力相對(duì)較弱，無法滿足重載SCARA機(jī)器人系統(tǒng)要求。
[0008] (5)當(dāng)機(jī)器人遇到緊急情況需要停車或者是停車后啟動(dòng)均是通過按鍵完成，機(jī)器 人的智能程度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制 系統(tǒng)，該重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算速度快，使關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)向 靈活、動(dòng)作穩(wěn)定精確、承載力大，性能穩(wěn)定，便于無線監(jiān)控，機(jī)器人的智能程度高。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種重載無線傳輸五核快 速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人采用稀土永磁同步伺服電機(jī)X驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電機(jī)Y驅(qū)動(dòng)機(jī)器人小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電 機(jī)Z驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電機(jī)R驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕升降運(yùn)動(dòng)，所 述機(jī)器人大臂上安裝有避障位移傳感器S1、避障位移傳感器S2、陀螺儀和加速度傳感器Al， 所述機(jī)器人小臂上安裝有避障位移傳感器S3、避障位移傳感器S4、陀螺儀和加速度傳感器 A2,所述機(jī)器人手腕上安裝有定位傳感器S5、陀螺儀和加速度傳感器A3,所述的控制系統(tǒng)包 括主站控制計(jì)算機(jī)和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、PlC控制器、永磁同步電機(jī)閉 環(huán)控制芯片、語音識(shí)別處理器、圖像采集模塊、無線傳輸模塊和ARM控制器，所述圖像采集模 塊與無線傳輸模塊之間通信連接，所述DSP芯片控制器、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片、語音 識(shí)別處理器和PlC控制器均與所述主站控制計(jì)算機(jī)通信連接，所述DSP芯片控制器、永磁同 步電機(jī)閉環(huán)控制芯片、語音識(shí)別處理器和ARM控制器彼此通信連接，所述無線傳輸模塊和 ARM控制器通信連接，所述PlC控制器與ARM控制器通信連接，所述稀土永磁同步伺服電機(jī)X、 稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z和稀土永磁同步伺服電機(jī)R均與所述DSP 芯片控制器通信連接，所述避障位移傳感器S1、避障位移傳感器S2、避障位移傳感器S3、避 障位移傳感器S4、定位傳感器S5、各陀螺儀、加速度傳感器Al、加速度傳感器A2和加速度傳 感器A3均同時(shí)與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。
[0011]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，還包括為所述關(guān)節(jié)機(jī)器人和控制系統(tǒng)提供電源的主 電源和備用電源，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人中的各個(gè)所述電機(jī)和傳感器以及控制系統(tǒng)中的控制器均 與所述主電源和/或備用電源電性連接。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電 機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z和稀土永磁同步伺服電機(jī)R上勻設(shè)置有光電編碼器，所述光電 編碼器與所述DSP芯片控制器電性連接。
[0013] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述圖像采集模塊為CCD攝像頭組件。
[0014] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述圖像采集模塊內(nèi)設(shè)置有解碼芯片。
[0015] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EMl，所述機(jī)器 人小臂上安裝有磁電傳感器EM2,所述機(jī)器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3和EM4,所述磁電 傳感器EMl、磁電傳感器EM2、磁電傳感器EM3和EM4均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通 信連接。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算 速度快，使關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)向靈活、動(dòng)作穩(wěn)定精確、承載力大，性能穩(wěn)定，便于無線監(jiān)控， 機(jī)器人的智能程度高，無線傳輸系統(tǒng)的加入使得主站可以實(shí)時(shí)了解工作結(jié)果，同時(shí)主站可 以隨時(shí)根據(jù)實(shí)際需要實(shí)時(shí)更改SCARA機(jī)器人工作任務(wù)，主站與ARM控制器之間通過PLC進(jìn)行 通訊，使得總站與ARM控制器之間可以實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和調(diào)用，使得臨時(shí)任務(wù)加入運(yùn)動(dòng)隊(duì) 列非常簡單，主站通過基于語音識(shí)別處理器向ARM控制器輸入臨時(shí)任務(wù)或者是緊急啟停命 令，減少了緊急狀態(tài)下通過鍵盤輸入命令的時(shí)間，可有效提高機(jī)器人工作效率，基于PLC控 制器和基于語音識(shí)別的兩種輸入方式使得機(jī)器人更改任務(wù)更加方便，永磁同步電機(jī)閉環(huán)控 制芯片和DSP控制器可以對(duì)稀土永磁同步伺服電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，減少了伺服控制軟件的 編寫，使得控制比較簡單，大大提高了運(yùn)算速度，解決了單片機(jī)軟件運(yùn)行較慢的瓶頸，縮短 了開發(fā)周期短，并且程序可移植能力強(qiáng)。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它 的附圖，其中： 圖1為傳統(tǒng)SCARA機(jī)器人控制器原理圖 圖2為基于四軸稀土永磁同步伺服電機(jī)SCARA機(jī)器人二維結(jié)構(gòu)圖 圖3為基于五核四軸稀土永磁同步伺服電機(jī)SCARA機(jī)器人控制器原理 圖4為基于五核四軸稀土永磁同步伺服電機(jī)SCARA機(jī)器人程序框圖。
[0018] 圖5為基于五核四軸稀土永磁同步伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖 圖6為四軸電機(jī)加減速曲線圖； 圖7為本發(fā)明的重載五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、主站控制計(jì)算機(jī)，2、控制器，3、DSP芯片控制器，4、 ARM控制器，5、主電源，6、備用電源，7、稀土永磁同步伺服電機(jī)X，8、稀土永磁同步伺服電機(jī) Y，9、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z，10、稀土永磁同步伺服電機(jī)R，11、光電編碼器，12、避障位移 傳感器Sl，13、避障位移傳感器S2,14、避障位移傳感器S3,15、避障位移傳感器S4,16、定位 傳感器S5，17、加速度傳感器Al，18、加速度傳感器Α2，19、加速度傳感器A3，20、PLC控制器， 21、磁電傳感器EMl，22、磁電傳感器EM2，23、磁電傳感器EM3，24、磁電傳感器EM4，25、無線傳 輸模塊，26、圖像采集模塊，27、解碼芯片，28、語音識(shí)別處理器，29、陀螺儀，30、永磁同步電 機(jī)閉環(huán)控制芯片。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0021] 請(qǐng)參閱圖2至圖7,本發(fā)明實(shí)施例包括:一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控 制系統(tǒng)，該機(jī)器人為基于四軸稀土永磁同步伺服電機(jī)的SCARA機(jī)器人，即所述關(guān)節(jié)機(jī)器人采 用稀土永磁同步伺服電機(jī)X7驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電機(jī)Y8驅(qū)動(dòng) 機(jī)器人小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電機(jī)Z9驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土 永磁同步伺服電機(jī)RlO驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕升降運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)器人大臂上安裝有避障位移傳感 器Sl 12、避障位移傳感器S2 13、陀螺儀29和加速度傳感器Al 17,所述機(jī)器人小臂上安裝 有避障位移傳感器S3 14、避障位移傳感器S4 15、陀螺儀29和加速度傳感器A2 18,所述機(jī) 器人手腕上安裝有定位傳感器S5 16、陀螺儀29和加速度傳感器A3 19。
[0022]所述的控制系統(tǒng)包括主站控制計(jì)算機(jī)1和控制器2,所述控制器2包括DSP芯片控制 器3、語音識(shí)別處理器28、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片30、P1C控制器20、圖像采集模塊26、無 線傳輸模塊25和ARM控制器4,所述圖像采集模塊26與無線傳輸模塊25之間通信連接，所述 DSP芯片控制器3、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片30、語音識(shí)別處理器28和PlC控制器20均與所 述主站控制計(jì)算機(jī)1通信連接，所述DSP芯片控制器3、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片30、語音 識(shí)別處理器28和ARM控制器4彼此通信連接，所述無線傳輸模塊25和ARM控制器4通信連接， 所述PlC控制器20與ARM控制器4通信連接，所述圖像采集模塊26內(nèi)設(shè)置有解碼芯片27。 [0023] 所述稀土永磁同步伺服電機(jī)X7、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y8、稀土永磁同步伺服電 機(jī)Z9和稀土永磁同步伺服電機(jī)RlO均與所述DSP芯片控制器3通信連接，所述避障位移傳感 器Sl 12、避障位移傳感器S2 13、避障位移傳感器S3 14、避障位移傳感器S4 15、定位傳感 器S5 16、陀螺儀29、加速度傳感器Al 17、加速度傳感器A2 18和加速度傳感器A3 19均同時(shí) 與所述DSP芯片控制器3、PLC控制器20和ARM控制器4通信連接。
[0024]優(yōu)選地，本發(fā)明的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)還包括為所述關(guān)節(jié) 機(jī)器人和控制系統(tǒng)提供電源的主電源5和備用電源6,所述關(guān)節(jié)機(jī)器人中的各個(gè)所述電機(jī)和 傳感器以及控制系統(tǒng)中的控制器2均與所述主電源5和/或備用電源6電性連接。
[0025] 優(yōu)選地，所述稀土永磁同步伺服電機(jī)X 7、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y 8、稀土永磁同 步伺服電機(jī)Z 9和稀土永磁同步伺服電機(jī)RlO上勻設(shè)置有光電編碼器11，所述光電編碼器11 與所述DSP芯片控制器3電性連接。
[0026]優(yōu)選地，所述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EMl 21，所述機(jī)器人小臂上安裝有 磁電傳感器EM2 22,所述機(jī)器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3 23和EM4 24,所述磁電傳感 器EMl 21、磁電傳感器EM2 22、磁電傳感器EM3 23和EM4 24均與所述DSP芯片控制器3和ARM 控制器4通信連接。這些磁電傳感器分別讀取各自的零位設(shè)置標(biāo)志，當(dāng)四者均探測到信號(hào) 時(shí)，SCARA機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精確復(fù)位，提高了復(fù)位的精確度。
[0027] 本發(fā)明采用DSP控制器3(TMS320F2812)+PLC控制器20+語音識(shí)別處理器28(芯片型 號(hào)LD3320)+永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片30(即IRMCK203控制器)+ARM控制器4(STM32F746) 五核進(jìn)行系統(tǒng)控制。在電源打開狀態(tài)下，ARM控制器先動(dòng)態(tài)編輯LD3320的關(guān)鍵詞語列表，增 加機(jī)器人語音識(shí)別率，然后對(duì)機(jī)器人備用電源SOC(荷電狀態(tài))和主電源進(jìn)行判斷，如果備用 能源較低，控制器將會(huì)通過無線裝置向總站發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果備用電源和主電源工作正 常，先由總站通過PLC控制器或者基于LD3320語音識(shí)別系統(tǒng)把搬運(yùn)貨物大臂、小臂和手腕旋 轉(zhuǎn)角度以及升降高度等信息輸入給ARM，由ARM計(jì)算出機(jī)器人伺服系統(tǒng)的參數(shù)隊(duì)列；SCARA機(jī) 器人攜帶的零位置傳感器EMl、EM2、EM3、EM4和基于CCD的圖像采集系統(tǒng)開始工作，二者引導(dǎo) 機(jī)器人復(fù)位到設(shè)定零位置，機(jī)器人進(jìn)入自鎖狀態(tài);一旦搬運(yùn)命令開始后，機(jī)器人攜帶的避障 傳感器、定位傳感器、加速度傳感器和陀螺儀均開啟，SCARA機(jī)器人按照設(shè)定ARM優(yōu)化的搬運(yùn) 路徑快速搬運(yùn)，DSP與IRMCK203通訊，IRMCK203按照伺服參數(shù)和傳感器反饋實(shí)時(shí)調(diào)整SCARA 機(jī)器人稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z和稀土 永磁同步伺服電機(jī)R的PWM輸出，實(shí)現(xiàn)四臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)的實(shí)時(shí)伺服控制，CCD攝像 頭實(shí)時(shí)檢測搬運(yùn)結(jié)果，ARM對(duì)數(shù)字圖像的處理和存儲(chǔ)并通過無線系統(tǒng)傳輸，主站通過圖像對(duì) 比技術(shù)自動(dòng)檢測搬運(yùn)結(jié)果。如果ARM對(duì)搬運(yùn)某一個(gè)位置有疑問，將與DSP通訊，DSP通過 IRMCK203使SCARA機(jī)器人停車，然后主站通過圖像對(duì)比對(duì)搬運(yùn)信息進(jìn)行判斷，確認(rèn)無誤后通 過無線裝置二次啟動(dòng)SCARA機(jī)器人繼續(xù)未完成的任務(wù);在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，如果遇到緊急 情況，主站將通過麥克風(fēng)裝置向控制器輸入控制命令，語音識(shí)別器LD3320識(shí)別后與ARM通 訊，有ARM處理后與DSP通訊，DSP通過IRMCK203把主站命令轉(zhuǎn)化為各個(gè)稀土永磁同步伺服電 機(jī)的控制信號(hào)。
[0028]參照?qǐng)D1，圖2，圖3和圖4、圖5、圖6，其具體的功能實(shí)現(xiàn)如下： DSCARA機(jī)器人電源打開后，為了提高機(jī)器人語音識(shí)別效果，進(jìn)一步降低誤識(shí)別率，ARM 控制器先向LD3320輸入SCARA機(jī)器人常用的一些命令和指令，用來吸收錯(cuò)誤識(shí)別，從而達(dá)到 降低LD3320誤識(shí)別率的目的。
[0029] 2)ARM先對(duì)備用電源SOC和主電源狀態(tài)進(jìn)行判斷，如果備用電源SOC較低時(shí)，DSP將 禁止四臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)工作，電機(jī)輸入PffM波被封鎖，同時(shí)報(bào)警傳感器將工作并發(fā) 出報(bào)警信號(hào);如果電池 SOC正常，SCARA機(jī)器人進(jìn)入待工作狀態(tài)，等待工作命令。
[0030] 3)-旦總站工作命令開始，總站可以選擇基于LD3320語音識(shí)別系統(tǒng)或者是PLC控 制器與ARM通訊，任何一個(gè)控制器都可以把大臂、小臂長度和升降桿的長度等信息傳入到 ARM控制器，然后機(jī)器人開始校正零位置，SCARA機(jī)器人攜帶的磁電傳感器EMl、EM2、EM3、EM4 和基于CCD的圖像采集系統(tǒng)開始工作，并各自尋找設(shè)定的零位置標(biāo)志，當(dāng)磁電傳感器EMl、 EM2、EM3和EM4均有信號(hào)輸出時(shí)，ARM通過無線系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸CXD采集圖像，總站通過圖像對(duì) 比技術(shù)確定位置無誤后，通過無線裝置與DSP通訊，DSP通過IRMCK203封鎖四路稀土永磁同 步伺服電機(jī)的ΠΜ波控制信號(hào)，SCARA機(jī)器人自動(dòng)引導(dǎo)零位置復(fù)位完成，ARM和DSP控制器此 時(shí)設(shè)定各個(gè)旋轉(zhuǎn)角度爲(wèi)二沒2 =.:?二?'，手腕上升尚度^V:==·?。
[0031 ] 4 )為了滿足SCARA機(jī)器人的加減速運(yùn)動(dòng)需要，本發(fā)明采用如圖6的運(yùn)動(dòng)時(shí)間梯形 圖，此梯形圖包含的面積就是機(jī)器人大臂、小臂和手腕要旋轉(zhuǎn)的角度或者是手腕升降的高 度，為了方便控制，本發(fā)明采用單一加速度模式。
[0032] 5)SCARA機(jī)器人讀取其工作模式如果是人工工作模式，主站開始通過PLC或者是基 于LD3320的語音識(shí)別系統(tǒng)與ARM控制器通訊，由主站輸入SCARA機(jī)器人大臂、小臂和手腕需 要旋轉(zhuǎn)的角度巧，:巧，巧以及SCARA機(jī)器人手腕需要上升或者是下降的高度鳩給六冊(cè)控制器， ARM控制器根據(jù)Denavit-Hartenberg算法開始機(jī)器人位置和姿態(tài)正向求解:ARM控制器首先 根據(jù)SCARA機(jī)器人大臂、小臂和手腕需要旋轉(zhuǎn)的角度礓，涔，巧以及3041^機(jī)器人手腕需要上 升的高度鳩計(jì)算出相鄰兩桿件坐標(biāo)系之間的位姿矩陣^4 1，％，1#^，財(cái)54，并用各自用4*4 二維數(shù)組標(biāo)志，:，Jli5t分別表示如下：

[0033] ARM控制器然后通過公式
就可以求出手腕執(zhí)行器完成任務(wù) 后的位置和姿態(tài)，并與DSP通訊，傳輸人工輸入?yún)?shù)給DSP。
[0034] 6) SCARA機(jī)器人讀取工作模式如果是正常自動(dòng)搬運(yùn)工作模式，主站開始通過PLC 或者是基于LD3320的語音識(shí)別系統(tǒng)與ARM控制器通訊，由主站輸入SCARA機(jī)器人所處的初始 位置和給定位置三維坐標(biāo)給ARM控制器4, ARM控制器4根據(jù)Denavit-Hartenberg算法開始機(jī) 器人逆向求解:ARM控制器4首先根據(jù)大臂、小臂長度以及最終的三維坐標(biāo)中的X和Y坐標(biāo)求 出大臂需要旋轉(zhuǎn)的角度巧:，并借助:?的值求出巧的值，并根據(jù)三維坐標(biāo)中的Z坐標(biāo)求出手腕 上升或降低的高度禹，最終求出旋轉(zhuǎn)角度咚，由于在求解巧的時(shí)候方程具有雙解，所以 SCARA機(jī)器人求出大臂、小臂和手腕需要旋轉(zhuǎn)的角度碭，巧，咚以及SCARA機(jī)器人手腕需要上 升的高度嶠后，ARM控制器會(huì)對(duì)求解結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，然后ARM控制器與DSP通訊，把機(jī)器人最 有伺服運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸給DSP控制器。
[0035] 7)DSP控制器4接受SCARA機(jī)器人大臂、小臂和手腕需要旋轉(zhuǎn)的角度以及 SCARA機(jī)器人手腕需要上升的高度右后，大臂、小臂和手腕上的傳感器S1~S5、EM1、EM2和EM3 將開啟，首先SCARA機(jī)器人要對(duì)零位置進(jìn)行判斷，確認(rèn)初始位置無誤后，SCARA機(jī)器人對(duì)各個(gè) 旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)的障礙物進(jìn)行判斷，如存在障礙物將向DSP發(fā)出中斷請(qǐng)求，DSP會(huì)對(duì)中斷 做第一時(shí)間響應(yīng)，然后DSP禁止四軸IRMCK203工作，四軸稀土永磁同步伺服電機(jī)HVM波控制 信號(hào)被封鎖，SCARA機(jī)器人禁止稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永 磁同步伺服電機(jī)Z和稀土永磁同步伺服電機(jī)R工作，機(jī)器人自鎖在原地，基于CCD的圖像采集 系統(tǒng)開啟，ARM處理后通過無線裝置向總站發(fā)出中斷請(qǐng)求，為了防止信息誤判，總站通過無 線傳輸圖像二次判斷運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的障礙物信息，由總站人為處理障礙物，防止障礙物影響 搬運(yùn)工作。
[0036] 8)如果總站二次通過圖像采集結(jié)果確定無障礙物進(jìn)入運(yùn)動(dòng)區(qū)域，將通過無線裝置 與DSP通訊，DSP控制器按照?qǐng)D6的速度時(shí)間曲線對(duì)運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行分解，DSP首先把三個(gè)旋轉(zhuǎn) 角度:?,?,:?轉(zhuǎn)化為三臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)的加速度、速度和位置初始指令值，然后 DSP與IRMCK203通訊，IRMCK203結(jié)合電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z的光電編碼器、加速度計(jì)和陀螺儀 反饋，經(jīng)IRMCK203內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z的HVM波控制信號(hào)，Pmi波控 制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整 IRMCK203內(nèi)部伺服控制程序的PI參數(shù)，IRMCK203控制器通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速 度快慢的變化，使三軸稀土永磁同步伺服電機(jī)時(shí)刻同步工作，DSP時(shí)刻記錄機(jī)器人已經(jīng)運(yùn)動(dòng) 的位置參數(shù)，并通過無線實(shí)時(shí)向總站傳輸。
[0037] 9)在SCARA機(jī)器人移動(dòng)過程中，傳感器S1~S4時(shí)刻對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的移動(dòng)障礙物進(jìn)行 判斷，如果有障礙物進(jìn)入運(yùn)動(dòng)范圍，DSP立即通過IRMCK203使SCARA機(jī)器人的大臂、小臂和手 腕按照?qǐng)D6的減速運(yùn)動(dòng)曲線立即停車，DSP控制器記錄下當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度今，咚，咚信息，并通 過無線與主站通訊;等障礙物消失后，主站通過無線裝置向DSP輸入新位置的旋轉(zhuǎn)角度M， 劣，鍈，然后DSP控制IRMCK203按照?qǐng)D6的運(yùn)動(dòng)曲線重新經(jīng)過三段運(yùn)動(dòng)軌跡:加速運(yùn)動(dòng)、勻速 運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)，最終到達(dá)設(shè)定點(diǎn)。
[0038] 10)在移動(dòng)過程中，DSP時(shí)刻記錄加速度計(jì)反饋的大臂、小臂和手腕旋轉(zhuǎn)的角加速 度，控制器通過二次積分得到大臂、小臂和手腕的旋轉(zhuǎn)角度，并與設(shè)定的位置角度值相比 較，如果偏差大于設(shè)定閥值，DSP把這個(gè)偏差轉(zhuǎn)化為三臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)新的加速 度、速度和位置初始指令值，在下一個(gè)采樣周期，DSP與IRMCK203通訊，IRMCK203結(jié)合電機(jī)X、 電機(jī)Y和電機(jī)Z電機(jī)光電編碼器、加速度計(jì)和陀螺儀的反饋，經(jīng)IRMCK203內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序 生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z的PffM波控制信號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī) 運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整IRMCK203內(nèi)部伺服控制程序的PI參數(shù)， IRMCK203控制器通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過調(diào) 整稀土永磁同步伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，進(jìn)而消除上一個(gè)采樣周 期產(chǎn)生的誤差，使SCARA機(jī)器人按照設(shè)定軌跡完成任務(wù)。
[0039] 11)在SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，DSP會(huì)時(shí)刻儲(chǔ)存所經(jīng)過的SCARA機(jī)器人所處的位置 或者是經(jīng)過的參考點(diǎn)，并根據(jù)這些距離信息由DSP計(jì)算得到相對(duì)下一個(gè)參考點(diǎn)SCARA機(jī)器人 稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z分別要運(yùn)行的 角度、角度速度和角加速度，IRMCK203結(jié)合電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z電機(jī)光電編碼器、加速度計(jì) 和陀螺儀反饋，經(jīng)內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z的HVM波控制信號(hào)，Pmi波控 制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整 IRMCK203內(nèi)部伺服控制程序的PID參數(shù)，通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目 調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變 化，使SCARA機(jī)器人按照設(shè)定速度快速前行。
[0040] 12)在SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，ARM和DSP實(shí)時(shí)記錄機(jī)器人大臂、小臂和手腕旋轉(zhuǎn) 的角度，如果總站發(fā)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行速度較慢，可以通過LD3320語音識(shí)別系統(tǒng)向ARM輸入加速 命令，ARM處理后與DSP通訊，DSP根據(jù)加速時(shí)間要求，把剩余的角度轉(zhuǎn)化為稀土永磁同步伺 服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z分別要運(yùn)行的角度、角度速度 和角加速度指令，IRMCK203控制器再結(jié)合電機(jī)電流反饋、加速度傳感器、陀螺儀和光電編碼 器的反饋，根據(jù)其內(nèi)部三閉環(huán)伺服控制程序重新調(diào)整三臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)的PWM控 制信號(hào)信號(hào)，使機(jī)器人快速完成任務(wù)。
[0041 ] 13)在SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，ARM和DSP實(shí)時(shí)記錄機(jī)器人大臂、小臂和手腕旋轉(zhuǎn) 的角度，如果總站發(fā)現(xiàn)機(jī)器人需要緊急檢修，可以通過LD3320語音識(shí)別系統(tǒng)向ARM輸入停車 命令，ARM處理后與DSP通訊，DSP根據(jù)停車時(shí)間要求，再結(jié)合電機(jī)電流反饋、加速度傳感器、 陀螺儀和光電編碼器的反饋，根據(jù)其內(nèi)部三閉環(huán)伺服控制程序重新調(diào)整三臺(tái)稀土永磁同步 伺服電機(jī)的PWM控制信號(hào)信號(hào)，使機(jī)器人迅速完成停車，DSP控制器通過加速度和陀螺儀傳 感器實(shí)時(shí)記錄機(jī)器人旋轉(zhuǎn)的角度并儲(chǔ)存。主站通過圖像對(duì)比檢測完畢后，通過LD3320語音 識(shí)別系統(tǒng)向ARM輸入啟動(dòng)命令，ARM處理后與DSP通訊，DSP根據(jù)加速時(shí)間要求，把剩余的角度 轉(zhuǎn)化為稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z分別要 運(yùn)行的角度、角度速度和角加速度指令，IRMCK203控制器再結(jié)合電機(jī)電流反饋、加速度傳感 器、陀螺儀和光電編碼器的反饋，根據(jù)其內(nèi)部三閉環(huán)伺服程序重新調(diào)整三臺(tái)稀土永磁同步 伺服電機(jī)的PWM控制信號(hào)信號(hào)，使機(jī)器人快速完成剩余任務(wù)。
[0042] 14)在SCARA機(jī)器人完成三軸旋轉(zhuǎn)角度咚，咚，:?的伺服控制后，DSP二次檢測加速 度傳感器的積分值，如果發(fā)現(xiàn)SCARA機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程受到外界干擾后三個(gè)旋轉(zhuǎn)角度:?，咚 ，咚與設(shè)定角度的誤差超過設(shè)定閥值時(shí)，C⑶圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集搬運(yùn)信息，經(jīng)ARM處理后 通過無線裝置向總站發(fā)出圖像傳輸請(qǐng)求，總站通過圖像對(duì)比技術(shù)自動(dòng)檢測搬運(yùn)結(jié)果，DSP把 三個(gè)旋轉(zhuǎn)角度偏差轉(zhuǎn)化為三臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)位置微調(diào)的加速度、速 度和位置初始指令值，然后DSP與IRMCK203通訊，IRMCK203結(jié)合電機(jī)X、電機(jī)Y和電機(jī)Z電機(jī)電 流、加速度計(jì)、陀螺儀和光電編碼器，經(jīng)IRMCK203內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)X、電機(jī)Y和電 機(jī)Z的PWM波控制信號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù) 輸入偏差大小實(shí)時(shí)調(diào)整IRMCK203內(nèi)部伺服控制程序的PI參數(shù)，IRMCK203控制器通過調(diào)整稀 土永磁同步伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)控 制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢的變化，通過三軸稀土永磁同步伺服電機(jī)的再次工作使機(jī)器 人大臂、小臂和手腕到達(dá)設(shè)定位置。
[0043] 15)當(dāng)SCARA機(jī)器人的大臂、小臂和手腕完成角度礓，咚，咚的角度補(bǔ)償?shù)竭_(dá)設(shè)定位 置后，手腕上的傳感器ΕΜ4將再次開啟，首先SCARA機(jī)器人要對(duì)零位置進(jìn)行判斷，確認(rèn)初始位 置無誤后，DSP按照?qǐng)D6的速度時(shí)間曲線，把手腕要升降的距離心轉(zhuǎn)化為稀土永磁同步伺服 電機(jī)R的加速度、速度和位置初始指令值，然后DSP與IRMCK203通訊，IRMCK203結(jié)合電機(jī)R電 機(jī)電流、加速度計(jì)、陀螺儀和光電編碼器的反饋，經(jīng)內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序生成電機(jī)R的PWM波控 制信號(hào)，PWM波控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)橋放大后驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。DSP控制器根據(jù)輸入偏差大小 實(shí)時(shí)調(diào)整IRMCK203內(nèi)部伺服控制程序的PID參數(shù)，DSP控制器通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn) 角速度快慢的變化，使手腕平穩(wěn)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)設(shè)定位置。
[0044] 16)在運(yùn)動(dòng)過程中如果SCARA機(jī)器人發(fā)現(xiàn)位置參數(shù)求解出現(xiàn)死循環(huán)將向ARM發(fā)出中 斷請(qǐng)求，ARM會(huì)對(duì)中斷做第一時(shí)間響應(yīng)，ARM控制器將立即與DSP通訊，DSP立即通過IRMCK203 封鎖四臺(tái)稀土永磁同步伺服電機(jī)的控制信號(hào)，機(jī)器人原地自鎖，ARM控制器通過無線裝置與 主站進(jìn)行通訊，CCD時(shí)刻采集周圍信息并通過無線傳輸，主站對(duì)圖像采集信息進(jìn)行分析，并 根據(jù)采集結(jié)果二次重新啟動(dòng)SCARA機(jī)器人，通過PLC控制器二次向SCARA機(jī)器人輸入搬運(yùn)信 息。
[0045] 17)在SCARA機(jī)器人多次反復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，如果主站發(fā)現(xiàn)有臨時(shí)重要任務(wù)需要加入 工作隊(duì)列中，主站將開啟LD3320控制器，由主站通過LD3320控制器與ARM通訊，向ARM輸入重 要任務(wù)的位置伺服參數(shù)，ARM與DSP通訊，首先由DSP控制IRMCK203完成當(dāng)前未完成的任務(wù)， 同時(shí)ARM更新DSP原有的伺服運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)隊(duì)列，并傳輸新的伺服位置參數(shù)給DSP，使DSP控 制IRMCK203完成重要臨時(shí)任務(wù)。
[0046] 18)在SCARA機(jī)器人多次反復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，如果當(dāng)磁電傳感器EMl、EM2、EM3和EM4讀 到傳感信號(hào)時(shí)，DSP控制器將以零位置參數(shù)代替現(xiàn)有的位置參數(shù)進(jìn)行新的位置伺服控制，并 計(jì)算出誤差，在下一個(gè)采樣周期，DSP通過IRMCK203內(nèi)部三閉環(huán)稀土永磁同步伺服電機(jī)控制 程序?qū)φ`差進(jìn)行補(bǔ)償，及時(shí)消除累計(jì)誤差。
[0047] 19)在SCARA機(jī)器人搬運(yùn)過程中，主站會(huì)對(duì)基于CCD的采集圖像進(jìn)行自動(dòng)分析對(duì)比， 如發(fā)現(xiàn)問題某一位置存在問題時(shí)，主站先通過無線裝置與DSP通訊，DSP首先控制IRMCK203 完成當(dāng)前任務(wù)并在設(shè)定零位置停車，由主站自動(dòng)檢測搬運(yùn)結(jié)果，自動(dòng)檢測完畢后通過ARM更 新DSP下一個(gè)伺服控制的位置參數(shù)，由DSP控制IRMCK203實(shí)現(xiàn)新位置的伺服控制。
[0048] 20)裝在稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電 機(jī)Z、稀土永磁同步伺服電機(jī)R上的光電編碼器會(huì)輸出其位置信號(hào)A和位置信號(hào)B，光電編碼 器的位置信號(hào)A脈沖和B脈沖邏輯狀態(tài)每變化一次，DSP和ARM內(nèi)的位置寄存器會(huì)根據(jù)電機(jī)的 運(yùn)行方向加1或者是減1;光電編碼器的位置信號(hào)A脈沖和B脈沖和Z脈沖同時(shí)為低電平時(shí)，就 產(chǎn)生一個(gè)INDEX信號(hào)給DSP和ARM內(nèi)部寄存器，記錄稀土永磁同步伺服電機(jī)的絕對(duì)位置，然后 換算成SCARA機(jī)器人大臂、小臂或者是手腕在三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的具體位置，ARM控制器實(shí)時(shí) 通過PLC與主站通訊，把重要的位置參數(shù)傳輸給主站。當(dāng)磁電傳感器EMl、EM2和EM3讀到傳感 信號(hào)時(shí)，DSP控制器將以零位置參數(shù)代替現(xiàn)有的位置參數(shù)，及時(shí)消除累計(jì)誤差。
[0049] 21 )SCARA機(jī)器人在運(yùn)行過程ARM控制器時(shí)刻對(duì)AC交流主電源進(jìn)行監(jiān)控，如果控制 器發(fā)現(xiàn)主電源出現(xiàn)故障突然斷電時(shí)，ARM會(huì)與DSP通訊，并開通備用電源，由備用電源為四軸 稀土永磁同步伺服電機(jī)提供能量，DSP通過IRMCK203內(nèi)部伺服調(diào)節(jié)程序?qū)崟r(shí)調(diào)整四臺(tái)稀土 永磁同步伺服電機(jī)的ΠΜ輸出，IRMCK203控制器通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈 沖數(shù)目調(diào)整其旋轉(zhuǎn)角度，通過調(diào)整稀土永磁同步伺服電機(jī)控制信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)角速度快慢 的變化，使SCARA機(jī)器人完成這次搬運(yùn)任務(wù)，然后SCARA機(jī)器人通過PLC與主站進(jìn)行通訊，并 通知主站進(jìn)行檢修。
[0050] 22)在SCARA機(jī)器人多軸伺服系統(tǒng)工作過程中，如果DSP伺服控制器檢測到某一個(gè) 稀土永磁同步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)脈動(dòng)，由于本發(fā)明采用直接轉(zhuǎn)矩控制，因此控制器會(huì)很 容易補(bǔ)償此干擾，并根據(jù)干擾大小DSP實(shí)時(shí)調(diào)整IRMCK203內(nèi)部的PI參數(shù)，減少了電機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)_ 動(dòng)對(duì)SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程的影響。
[0051 ] 23)當(dāng)SCARA機(jī)器人完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)位置歸零時(shí)，其攜帶的加速度傳感器Al~A3、陀 螺儀、磁電傳感器EM1、EM2、EM3、EM4和圖像采集系統(tǒng)會(huì)時(shí)刻工作，先有加速度傳感器檢測其 加速度，當(dāng)加速度超過預(yù)設(shè)閥值時(shí)，在下一個(gè)周期DSP控制器會(huì)通過IRMCK203修正上一個(gè)周 期帶來的誤差，當(dāng)磁電傳感器EM1、EM2、EM3、EM4均有信號(hào)輸出時(shí)，C⑶圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采 集復(fù)位信息，經(jīng)ARM處理后通過無線裝置向總站發(fā)出圖像傳輸請(qǐng)求，總站通過圖像對(duì)比技術(shù) 自動(dòng)復(fù)位結(jié)果，DSP通過IRMCK203封鎖四路稀土永磁同步伺服電機(jī)的PffM波控制信號(hào)，SCARA 機(jī)器人自動(dòng)引導(dǎo)零位置復(fù)位完成，SCARA機(jī)器人按照?qǐng)D6的速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)曲線實(shí)現(xiàn)從某一 點(diǎn)到零位的歸位，然后零位自鎖，等待下一批工作命令。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人采 用稀土永磁同步伺服電機(jī)X驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電機(jī)Y驅(qū)動(dòng)機(jī) 器人小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁同步伺服電機(jī)Z驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、采用稀土永磁 同步伺服電機(jī)R驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手腕升降運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)器人大臂上安裝有避障位移傳感器S1、避 障位移傳感器S2、陀螺儀和加速度傳感器A1，所述機(jī)器人小臂上安裝有避障位移傳感器S3、 避障位移傳感器S4、陀螺儀和加速度傳感器A2，所述機(jī)器人手腕上安裝有定位傳感器S5、陀 螺儀和加速度傳感器A3,所述的控制系統(tǒng)包括主站控制計(jì)算機(jī)和控制器，所述控制器包括 DSP芯片控制器、P1C控制器、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片、語音識(shí)別處理器、圖像采集模塊、 無線傳輸模塊和ARM控制器，所述圖像采集模塊與無線傳輸模塊之間通信連接，所述DSPS 片控制器、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片、語音識(shí)別處理器和P1C控制器均與所述主站控制計(jì) 算機(jī)通信連接，所述DSP芯片控制器、永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片、語音識(shí)別處理器和ARM控 制器彼此通信連接，所述無線傳輸模塊和ARM控制器通信連接，所述P1C控制器與ARM控制器 通信連接，所述稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī) Z和稀土永磁同步伺服電機(jī)R均同時(shí)與所述DSP芯片控制器和永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制芯片通 信連接，所述避障位移傳感器S1、避障位移傳感器S2、避障位移傳感器S3、避障位移傳感器 S4、定位傳感器S5、各陀螺儀、加速度傳感器A1、加速度傳感器A2和加速度傳感器A3均同時(shí) 與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，還 包括為所述關(guān)節(jié)機(jī)器人和控制系統(tǒng)提供電源的主電源和備用電源，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人中的各 個(gè)所述電機(jī)和傳感器以及控制系統(tǒng)中的控制器均與所述主電源和/或備用電源電性連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述稀土永磁同步伺服電機(jī)X、稀土永磁同步伺服電機(jī)Y、稀土永磁同步伺服電機(jī)Z和稀土永磁 同步伺服電機(jī)R上勻設(shè)置有光電編碼器，所述光電編碼器與所述DSP芯片控制器電性連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的教學(xué)用無線傳輸三核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)， 其特征在于，所述圖像采集模塊為CCD攝像頭組件。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的教學(xué)用無線傳輸三核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像采集模塊內(nèi)設(shè)置有解碼芯片。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其 特征在于，所述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EM1，所述機(jī)器人小臂上安裝有磁電傳感器 EM2,所述機(jī)器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3和EM4,所述磁電傳感器EM1、磁電傳感器EM2、 磁電傳感器EM3和EM4均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的重載無線傳輸五核快速關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述機(jī)器人大臂上安裝有磁電傳感器EM1，所述機(jī)器人小臂上安裝有磁電傳感器EM2,所述機(jī) 器人手腕上安裝有磁電傳感器EM3和EM4,所述磁電傳感器EM1、磁電傳感器EM2、磁電傳感器 EM3和EM4均與所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信連接。
【文檔編號(hào)】B25J9/04GK106041940SQ201610412090
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張好明
【申請(qǐng)人】江蘇若博機(jī)器人科技有限公司