基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種總線模塊，尤其涉及一種基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊，用于智能工業(yè)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用在現(xiàn)代工廠中越來越廣泛。機(jī)器人的發(fā)展正朝向控制精度高，運(yùn)動(dòng)速度快，安全性更好等方向前進(jìn)。
[0003]傳統(tǒng)的控制總線方式將無法支撐這一技術(shù)轉(zhuǎn)變，必須采用新的總線方式，實(shí)現(xiàn)信息的高速化傳輸。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種EtherCAT是在傳統(tǒng)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上改進(jìn)，具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活，配置方便，實(shí)時(shí)性好，有效數(shù)據(jù)率高的基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊。
[0005]本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
[0006]一種基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊，包括EtherCAT總線，EtherCAT總線與嵌入式微處理器相連接，嵌入式微處理器中設(shè)有以太網(wǎng)控制器，嵌入式微處理器的兩端分別與DSP運(yùn)算部件和示教盒相互連；EtherCAT總線分別與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊、I/O模塊、力覺模塊、視覺模塊相互連；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊、I/O模塊、力覺模塊、視覺模塊、EtherCAT總線組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0007]機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊包括至少一個(gè)ESC運(yùn)動(dòng)模塊、至少一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器和至少一個(gè)交流伺服電機(jī)，ESC運(yùn)動(dòng)模塊與伺服驅(qū)動(dòng)器相互連，伺服驅(qū)動(dòng)器與交流伺服電機(jī)相互連；
[0008]I/O模塊包括ESC控制模塊，ESC控制模塊至多與32路信號(hào)相連；
[0009]力覺模塊包括ESC力覺模塊、力覺控制器和力覺傳感器，ESC力覺模塊分別與力覺控制器和力覺傳感器相互連；
[0010]視覺模塊包括ESC視覺模塊、視覺控制器和視覺傳感器，ESC視覺模塊分別與視覺控制器和視覺傳感器相互連。
[0011]智能傳感器的運(yùn)用，將大力推進(jìn)機(jī)器人智能化的發(fā)展，比如智能相機(jī)，更快速高效的檢測(cè)環(huán)境；多維度力傳感器，感知各方向力和力矩；距離傳感器等等。隨之而來的問題是，如何快速的將傳感信息傳輸至機(jī)器人控制柜，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人實(shí)時(shí)變化。使用EtherCAT的技術(shù)，這些將不再是難題。因此EtherCAT技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)器人領(lǐng)域有相當(dāng)開闊的應(yīng)用前景。
[0012]整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)采用EtherCAT協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制器與各模塊間的通訊。系統(tǒng)可以根據(jù)需求任意增減硬件模塊，可拓展多個(gè)控制器實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)，添加更智能的傳感器，以及機(jī)器人外部軸等。
[0013]運(yùn)動(dòng)模塊包括兩種方式，其中一種是伺服驅(qū)動(dòng)器集成了 EtherCAT從站功能，另一種是從站由ESC+微處理器組成，實(shí)現(xiàn)與一般伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)交換。所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)器通過相對(duì)應(yīng)的從站接口與控制器連接通信。
[0014]力覺模塊和視覺模塊，感知機(jī)器人自身及周圍狀態(tài)的變化，通過EtherCAT及時(shí)將信息傳送至控制器中，控制器通過優(yōu)化算法實(shí)時(shí)控制各運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)變化。
[0015]有益效果:
[0016]1、主站控制器采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RT-Linux，極大的提高了系統(tǒng)響應(yīng)能力。
[0017]2、采用EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，具備Processing on the fly、分布時(shí)鐘同步等技術(shù)，各關(guān)節(jié)同步性高，響應(yīng)速度快，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人高速、準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)。
[0018]3、EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸速度高，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活，使得感知模塊的添加更加容易，同時(shí)不擔(dān)心傳輸效率問題，從而使得機(jī)器人更智能，運(yùn)用領(lǐng)域更廣泛。
[0019]通過EtherCAT總線，能將外部感知信息及時(shí)傳送至主站中，控制器能快速對(duì)這些反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，作出相應(yīng)的調(diào)整，機(jī)器人各關(guān)節(jié)能在第一時(shí)間對(duì)控制器發(fā)出的調(diào)整進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。總的來說，工業(yè)機(jī)器人能對(duì)外界的變化有更快的響應(yīng)，即更智能化，同時(shí)多種感知模塊的運(yùn)用拓寬了其工作領(lǐng)域。
[0020]本實(shí)用新型提供基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊，使工業(yè)機(jī)器人更加智能化，同時(shí)具備多種感知模塊的運(yùn)用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0023]實(shí)施例1:如圖1所示，一種基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊，包括EtherCAT總線1，EtherCAT總線I與嵌入式微處理器2相連接，嵌入式微處理器2中設(shè)有以太網(wǎng)控制器3，嵌入式微處理器2的兩端分別與DSP運(yùn)算部件4和示教盒5相互連；EtherCAT總線I分別與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊6、I/O模塊7、力覺模塊8、視覺模塊9相互連；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊6、I/O模塊7、力覺模塊8、視覺模塊9、EtherCAT總線I組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0024]機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊包括至少一個(gè)ESC運(yùn)動(dòng)模塊10、至少一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器11和至少一個(gè)交流伺服電機(jī)12，ESC運(yùn)動(dòng)模塊10與伺服驅(qū)動(dòng)器11相互連，伺服驅(qū)動(dòng)器11與交流伺服電機(jī)12相互連；
[0025]I/O模塊包括ESC控制模塊13，ESC控制模塊13至多與32路信號(hào)相連；
[0026]力覺模塊包括ESC力覺模塊14、力覺控制器15和力覺傳感器16，ESC力覺模塊14分別與力覺控制器15和力覺傳感器16相互連；
[0027]視覺模塊包括ESC視覺模塊17、視覺控制器18和視覺傳感器19，ESC視覺模塊17分別與視覺控制器18和視覺傳感器19相互連。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊，其特征在于:包括EtherCAT總線(1)，EtherCAT總線(I)與嵌入式微處理器(2)相連接，嵌入式微處理器(2)中設(shè)有以太網(wǎng)控制器(3)，嵌入式微處理器(2)的兩端分別與DSP運(yùn)算部件(4)和示教盒(5)相互連；EtherCAT總線(I)分別與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊(6 )、I/0模塊(7 )、力覺模塊(8 )、視覺模塊(9 )相互連；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊(6 )、I/O模塊(7 )、力覺模塊(8 )、視覺模塊(9 )、EtherCAT總線(I)組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊包括至少一個(gè)ESC運(yùn)動(dòng)模塊(10 )、至少一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器(11)和至少一個(gè)交流伺服電機(jī)(12 )，ESC運(yùn)動(dòng)模塊(10 )與伺服驅(qū)動(dòng)器(11)相互連，伺服驅(qū)動(dòng)器(11)與交流伺服電機(jī)(12)相互連； I/O模塊包括ESC控制模塊(13)，ESC控制模塊(13)至多與32路信號(hào)相連； 力覺模塊包括ESC力覺模塊(14)、力覺控制器(15)和力覺傳感器(16)，ESC力覺模塊(14)分別與力覺控制器(15)和力覺傳感器(16)相互連； 視覺模塊包括ESC視覺模塊(17)、視覺控制器(18)和視覺傳感器(19)，ESC視覺模塊(17)分別與視覺控制器(18)和視覺傳感器(19)相互連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種總線模塊，尤其涉及一種基于EtherCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊。EtherCAT總線與嵌入式微處理器相連接，嵌入式微處理器的兩端分別與DSP運(yùn)算部件和示教盒相互連；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊、I/O模塊、力覺模塊、視覺模塊、EtherCAT總線組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?；贓therCAT的智能工業(yè)機(jī)器人總線模塊，使工業(yè)機(jī)器人更加智能化。
【IPC分類】B25J13-00, B25J13-08
【公開號(hào)】CN204431264
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420754983
【發(fā)明人】李正剛, 范衛(wèi)國, 金晶, 陳立, 朱彬, 馮玖強(qiáng)
【申請(qǐng)人】杭州新松機(jī)器人自動(dòng)化有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日