本實用新型屬于驅動控制領域,具體涉及一種六軸機器人驅動器控制電路。
背景技術:
用機器人代替人完成各種任務,這是人類智慧發展和機器進化的飛躍。機器人作為新一代的生產工具,在制造領域中應用,能避免人為的不可控因素,實現高節奏、高效和高質量生產。是未來智能生產系統的重要組成部分。現有技術中的工業機器人通常采用6關節軸6自由度的串聯機構,因此,為了使每個軸的電機運轉的響應更快,精度更好,本實用新型提供了一種六軸機器人驅動器控制電路。
技術實現要素:
為了解決現有技術中的上述問題,即為了使每個軸的電機運轉的響應更快,精度更好,本實用新型提供了一種六軸機器人驅動器控制電路。該六軸機器人驅動器控制電路包括核心處理器、操作器、6個軸驅動器以及與所述6個軸驅動器對應的6個軸編碼器,所述6個軸編碼器連接到所述核心處理器,其能夠并行處理對應的所述6個軸的編碼器的數據;所述核心處理器通過串行外設接口SPI分別與所述操作器和所述6個軸驅動器分別連接,所述核心處理器型號為XC7Z020CLG400-1。
在上述六軸機器人驅動器控制電路的優選實施方式中,所述核心處理器連接有32路數字量輸入模塊和16路數字量輸出模塊。
在上述六軸機器人驅動器控制電路的優選實施方式中,所述核心處理器通過并口總線的方式連接DDR3內存擴展。
在上述六軸機器人驅動器控制電路的優選實施方式中,所述核心處理器的芯片上封裝有至少兩種工業總線,所述工業總線用于使所述核心處理器與機器人控制系統的總線連接。
在上述六軸機器人驅動器控制電路的優選實施方式中,所述核心處理器能夠通過藍牙與終端設備連接。
在上述六軸機器人驅動器控制電路的優選實施方式中,所述核心處理器通過串行外設接口SPI連接FLASH模塊。
綜上所述,本實用新型的六軸機器人驅動器控制電路能夠將電機控制的電流環、位置環、速度和運算都集中在一個高端的XC7Z020CLG400-1芯片中完成,使每個軸的電機運轉的響應更快,精度更好,很好的實現幾個軸的聯動功能。
附圖說明
圖1是本實用新型的六軸機器人驅動器控制電路的結構示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖來描述本實用新型的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是,這些實施方式僅僅用于解釋本實用新型的技術原理,并非旨在限制本實用新型的保護范圍。例如,盡管附圖中的各個構件以特定比例繪制,但是這種比例關系僅僅是示例性的,本領域技術人員可以根據需要對其作出調整,以便適應具體的應用場合。
需要說明的是,在本實用新型的描述中,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
此外,還需要說明的是,在本實用新型的描述中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應作廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
本實用新型的六軸機器人驅動器控制電路包括核心處理器、6個軸驅動器、6個軸編碼器和操作器。具體而言,參照圖1,圖1是本實用新型的六軸機器人驅動器控制電路的結構示意圖。本實用新型中的核心處理器采用的是xilinx公司的ZYNQ-7000系列的XC7Z020CLG400-1的這款芯片。該款芯片內包含一個豐富特性的基于雙核ARM Cortex-A9的處理子系統(PROCESSING SYSTEM,PS)和XILINX 28nm的可編程邏輯(programmable Logic,PL)單元,工作頻率可以到667MHZ。如圖1所示,該核心處理器XC7Z020CLG400-1通過串行外設接口SPI分別與操作器和6個軸驅動器連接。其中,通過操作器可以輸入一些參數到核心,比如電機型號等信息等,并且通過操作器與核心處理器通信進而可以監控電機的電流、轉速等信息。將6個軸編碼器連接到核心處理器,該核心處理器能夠并行處理6個軸的編碼器數據。具體地,XC7Z020CLG400-1芯片采用6路SPI通訊方式,可以同時分別和6個軸的驅動器進行數據交互,其通訊速度為10M。另外,6個軸的編碼器信號都連接到XC7Z020CLG400-1芯片上,XC7Z020CLG400-1芯片可以并行處理6個軸的編碼器數據,從而保證了每個軸運動的同步性和實時性。從而使得電機控制的電流環、位置環、速度環運算都集中在一個XC7Z020CLG400-1芯片完成,使每個軸的電機運轉的響應更快,精度更好,很好的實現了幾個軸的聯動功能。
進一步,如圖1所示,XC7Z020CLG400-1芯片連接有32路數字量輸入模塊和16路數字量輸出模塊,其中16路數字量輸出模塊包括8路OC門輸出方式和8路繼電器輸出方式,滿足了一般6軸機械手機器人的外部IO需求,即實現與外部設備的輸入和輸出。
進一步,如圖1所示,XC7Z020CLG400-1芯片通過并口總線的方式連接DDR3內存擴展,該DDR3內存存儲容量為256Mbit,保證了linux系統的運行空間。
進一步,如圖1所示,XC7Z020CLG400-1芯片上封裝有至少兩種工業總線,比如Powerlink、Erthercat等標準工業總線,Powerlink、Erthercat等標準工業總線采用IP核的方式封裝到芯片上,從而保證了XC7Z020CLG400-1芯片能夠與不同機器人控制系統的總線連接。
進一步,如圖1所示,XC7Z020CLG400-1芯片能夠通過藍牙與終端設備連接。具體地,本實用新型的電路上支持藍牙無線通訊,這樣可以實現6軸機器人驅動器和手機、電腦等終端設備的連接,進而用戶通過手機上的APP軟件就能夠無線操作和監控6軸機器人驅動器的狀態,比較方便、直觀。
此外,本實用新型的XC7Z020CLG400-1芯片通過串行外設接口SPI連接FLASH模塊。
綜上所述,本實用新型的六軸機器人驅動器控制電路能夠將電機控制的電流環、位置環、速度和運算都集中在一個高端的XC7Z020CLG400-1芯片中完成,使每個軸的電機運轉的響應更快,精度更好,很好的實現幾個軸的聯動功能。
至此,已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本實用新型的技術方案,但是,本領域技術人員容易理解的是,本實用新型的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本實用新型的原理的前提下,本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換,這些更改或替換之后的技術方案都將落入本實用新型的保護范圍之內。