一種機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和科技的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展。從一般的工業(yè)生產(chǎn)，如裝配、焊接，到特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)療、太空等，機(jī)器人在現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]當(dāng)前大多數(shù)機(jī)器人控制系統(tǒng)采用一主多從的總線型分布式結(jié)構(gòu)，如圖1所示，即主控制器10負(fù)責(zé)計(jì)算、決策和運(yùn)動(dòng)控制，多個(gè)從節(jié)點(diǎn)11，即子控制器，分散安裝于機(jī)器人本體上，負(fù)責(zé)傳感器信號(hào)的采集和執(zhí)行器動(dòng)作的控制，主控制器10與各從節(jié)點(diǎn)11之間以通信總線12的形式互聯(lián)，例如通信總線12具體為:RS485、RS422、CAN、CC-Link等，這種分布式結(jié)構(gòu)可以大大降低控制系統(tǒng)對(duì)主控制器10輸入輸出接口的種類和數(shù)量的要求，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的電氣走線并增強(qiáng)控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；然而，在這種形式下，由于傳感器13沒(méi)有與主控制器10直接連接，故其動(dòng)作被主控制器10響應(yīng)的實(shí)時(shí)性就會(huì)降低，實(shí)時(shí)性降低的程度受到通信總線12的傳輸速率、傳輸數(shù)據(jù)量以及從節(jié)點(diǎn)11微控制器14的運(yùn)算能力等多方面因素的影響。
[0004]在一個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)中，傳感器13通常為諸如限位開(kāi)關(guān)或安全光幕之類的用于安全指示的安全傳感器，它們用于指示機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的極限位置或用于確保無(wú)操作人員介入機(jī)器人的工作空間；安全傳感器一旦發(fā)生動(dòng)作就表示機(jī)器人已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到極限位置或者有操作人員介入了其工作空間，此時(shí)，為了保證操作人員的安全和機(jī)器人設(shè)備的完好，需要主控制器10在盡可能短的時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)，如立即停止機(jī)器人運(yùn)行。而在傳統(tǒng)的總線型分布式控制系統(tǒng)中，所有的信息均通過(guò)通信總線12傳輸，因此，從安全傳感器發(fā)生動(dòng)作到主控制器接收到其動(dòng)作信息的過(guò)程中會(huì)不可避免地存在一定的延遲，由此而造成主控制器響應(yīng)的遲緩會(huì)增加人員傷亡或機(jī)器人設(shè)備損壞的可能性。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)總線型分布式機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間較慢，控制系統(tǒng)的安全性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人設(shè)備，用以縮短總線型機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，提高該控制系統(tǒng)的安全性。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括:主控制器、與所述主控制器通過(guò)通信總線連接的若干子控制器、每一所述子控制器包括一微控制器、每一所述子控制器連接若干安全傳感器，其中，所述主控制器包括一電平信號(hào)檢測(cè)單元，每一所述子控制器中還包括一開(kāi)關(guān)子電路；
[0008]所述開(kāi)關(guān)子電路包括輸出端、輸入端和可控開(kāi)關(guān)，所述可控開(kāi)關(guān)的一端與所述輸入端連接，另一端與所述輸出端連接，第三端為可控端，與所述微控制器連接；
[0009]每一開(kāi)關(guān)子電路的輸入端與相鄰的開(kāi)關(guān)子電路的輸出端串聯(lián)連接成一開(kāi)關(guān)電路，所述開(kāi)關(guān)電路的一端與高電平信號(hào)源連接，另一端與所述電平信號(hào)檢測(cè)單元連接；
[0010]所述微控制器用于接收安全傳感器發(fā)出的安全檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)接收到所述安全檢測(cè)信號(hào)時(shí)，控制與該微控制器連接的可控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；
[0011]所述電平信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)是否存在由所述可控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)導(dǎo)致的電平信號(hào)變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器，主控制器控制機(jī)器人停止動(dòng)作。
[0012]由本發(fā)明實(shí)施例提供的機(jī)器人控制系統(tǒng)，由于該控制系統(tǒng)中的主控制器包括一電平信號(hào)檢測(cè)單元，每一所述子控制器中還包括一開(kāi)關(guān)子電路；開(kāi)關(guān)子電路包括輸出端、輸入端和可控開(kāi)關(guān)，可控開(kāi)關(guān)的一端與輸入端連接，另一端與輸出端連接，第三端與微控制器連接；每一開(kāi)關(guān)子電路的輸入端與相鄰的開(kāi)關(guān)子電路的輸出端串聯(lián)連接成一開(kāi)關(guān)電路，開(kāi)關(guān)電路的一端與高電平信號(hào)源連接，另一端與電平信號(hào)檢測(cè)單元連接；微控制器用于接收安全傳感器發(fā)出的安全檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)接收到所述安全檢測(cè)信號(hào)時(shí)，控制與該微控制器連接的可控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；電平信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)是否存在由所述可控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)導(dǎo)致的電平信號(hào)變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器，主控制器控制機(jī)器人停止動(dòng)作，即主控制器控制所有執(zhí)行器停止工作，執(zhí)行器包括電機(jī)、氣動(dòng)元件等器件。本發(fā)明實(shí)施例中由于所有開(kāi)關(guān)子電路串聯(lián)連接組成開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)，電平信號(hào)檢測(cè)單元會(huì)檢測(cè)到一電平信號(hào)的變化，當(dāng)檢測(cè)到電平信號(hào)變化時(shí)通知主控制器，主控制器控制機(jī)器人停止動(dòng)作，與傳統(tǒng)的總線型分布式控制系統(tǒng)中，所有的信息均通過(guò)通信總線傳輸?shù)姆绞较啾?，本發(fā)明實(shí)施例能夠縮短總線型分布式控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，提高控制系統(tǒng)的安全性。
[0013]較佳地，所述可控開(kāi)關(guān)為P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0014]這樣，可控開(kāi)關(guān)為P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，更加簡(jiǎn)單、方便。
[0015]較佳地，所述P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與所述微控制器連接。
[0016]這樣，當(dāng)P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極作為可控端，與微控制器連接時(shí)，能夠更好的控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閉合和斷開(kāi)。
[0017]較佳地，所述高電平信號(hào)源為高電平直流電壓源。
[0018]這樣，在系統(tǒng)正常工作時(shí)，電平信號(hào)檢測(cè)單元會(huì)檢測(cè)到一明確的高電平信號(hào)，當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，電平信號(hào)檢測(cè)單元會(huì)檢測(cè)到一由高到低變化的下降沿信號(hào)。
[0019]較佳地，所述安全傳感器為限位開(kāi)關(guān)傳感器或安全光幕傳感。
[0020]這樣，安全傳感器為限位開(kāi)關(guān)傳感器或安全光幕傳感，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)機(jī)器人設(shè)備是否發(fā)生故障，以保證設(shè)備的完好。
[0021]較佳地，所述主控制器包括一具有中斷引腳的微控制器，所述電平信號(hào)檢測(cè)單元通過(guò)該中斷引腳與該具有中斷引腳的微控制器連接。
[0022]這樣，電平信號(hào)檢測(cè)單元通過(guò)該中斷引腳與該具有中斷引腳的微控制器連接，可最大限度地提高響應(yīng)速度。
[0023]較佳地，所述開(kāi)關(guān)電路的另一端與所述電平信號(hào)檢測(cè)單元之間連接一接地電阻。
[0024]這樣，開(kāi)關(guān)電路的另一端與電平信號(hào)檢測(cè)單元之間連接一接地電阻，通過(guò)該接地電阻的設(shè)置，電平信號(hào)檢測(cè)單元能夠更準(zhǔn)確的檢測(cè)電平信號(hào)的變化。
[0025]較佳地，所述子控制器具有輸入端引腳和輸出端引腳，所述開(kāi)關(guān)子電路的輸入端與所述輸入端引腳連接，所述開(kāi)關(guān)子電路的輸出端與所述輸出端引腳連接。
[0026]這樣，開(kāi)關(guān)子電路的輸入端與輸入端引腳連接，開(kāi)關(guān)子電路的輸出端與輸出端引腳連接，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中更加方便、簡(jiǎn)單。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種機(jī)器人設(shè)備，所述機(jī)器人設(shè)備包括上述的機(jī)器人控制系統(tǒng)。
[0028]由本發(fā)明實(shí)施例提供的機(jī)器人設(shè)備，由于該機(jī)器人設(shè)備包括上述的機(jī)器人控制系統(tǒng)，故該機(jī)器人設(shè)備同樣能夠縮短對(duì)安全傳感器上的動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，提高機(jī)器人設(shè)備的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為現(xiàn)有技術(shù)總線型分布式機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人設(shè)備，用以縮短總線型機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)安全傳感器動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，提高該控制系統(tǒng)的安全性。
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(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(méi)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。
[0034]下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明具體實(shí)施例提供的機(jī)器人控制系統(tǒng)。
[0035]如圖2所示，本發(fā)明具體實(shí)施例提供了一機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括:主控制器20、與主控制器20通過(guò)通信總線21連接的若干子控制器22、每一子控制器22包括一微控制器23、每一子控制器22連接若干傳感器24，其中，主控制器20包括一電平信號(hào)檢測(cè)單元25，每一子控制器22中還包括一開(kāi)關(guān)子電路26 ;
[0036]開(kāi)關(guān)子電路26包括輸出端261、輸入端262和可控開(kāi)關(guān)263，可控開(kāi)關(guān)263的一端與輸入端262連接，另一端與輸出端261連接，第三端為可控端，與微控制器23連接；
[0037]每一開(kāi)關(guān)子電路26的輸入端262與相鄰的開(kāi)關(guān)子電路26的輸出端261串聯(lián)連接成一開(kāi)關(guān)電路27，開(kāi)關(guān)電路27的一端A與高電平信號(hào)源28連接，另一端B與電平信號(hào)檢測(cè)單元25連接；
[0038]微控制器23用于接收傳感器24發(fā)出的安全檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)接收到安全檢測(cè)信號(hào)時(shí)，控制與該微控制器23連接的可控開(kāi)關(guān)263斷開(kāi)；
[0039]電平信號(hào)檢測(cè)單元25用于檢測(cè)是否存在由可控開(kāi)關(guān)263斷開(kāi)時(shí)導(dǎo)致的電平