一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于工業自動化控制技術領域，具體說是一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著工業自動化水平提高，更多的機器人投入生產線，機器人的功能也越發的完善和強大，8軸機器人受到人們的關注，其包括2軸的平面運動和6軸的機械臂運動。機器人的控制對速度、精度提出越來越高的要求，對用于伺服運動控制的現場總線的傳輸速度和總線接口的實時性能提出了很高的要求。為保證機器人精確完成動作和作業，其相應的控制系統顯得尤為重要。
[0003]目前的機器人控制系統大都采用10直連或是CANbus總線的通訊方式。10直連具有接線復雜、不易拓展、不同公司產品相互兼容性差等諸多缺點，CANbus總線雖然通信穩定有較高的抗干擾性能但其無法滿足高檔數控裝置對實時性和可靠性的要求。而EtherCAT使用標準以太網，采用全雙工100Mbps，EtherCAT主站可在30us刷新1000個10數字量，傳送1486字節以太網幀僅需300us，控制100個長度8字節的伺服軸數據只需用lOOus。
【實用新型內容】
[0004]1.要解決的技術問題
[0005]針對現有技術中工工業機器人實時性、可靠性和可擴展性較差的問題，本實用新型提供了一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統。它利用EtherCAT總線通訊的方式構建機器人控制系統減少機器人硬件接線，可以實現提高機器人控制的實時性與精度，簡化機器人系統功能擴展的復雜程度的目的。
[0006]2.技術方案
[0007]為達到上述目的，本實用新型方案按以下方式進行:
[0008]—種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，包括兩兩之間控制和反饋信號雙向傳遞、且遞次連接的示教面板、控制系統、主站以太網主站控制器、從站以太網控制器(ESC)和伺服系統或1擴展模塊或傳感器；所述控制和反饋信號通過總線通訊方式。
[0009]優選地，所述控制系統為嵌入式主控制系統，包括Linux操作系統、S3C6410微處理器(MCU)，組成一體化結構；所述主站以太網控制器選用DM9000A高速以太網接口芯片；并將所述示教面板、控制系統和DM9000A融合在一個系統當中。
[0010]優選地，所述S3C6410微處理器采用ARM11架構；所述示教面板采用觸摸顯示屏，并配有安全開關和急停按鈕；所述從站以太網控制器選用ARM Cortex-M3內核的微處理器和DM9000A高速以太網接口芯片。
[0011]優選地，所述控制系統外殼采用金屬屏蔽罩，并留出相應接口。
[0012]優選地，所述主和從以太網控制器采用一進一出的接線方式。
[0013]3.有益效果
[0014]采用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果:
[0015](1)本實用新型的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，通過總線通訊的方式有效降低了系統硬件復雜程度，減少接線量。
[0016](2)本實用新型的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，以嵌入式一體化系統代替工業PC加Windows操作系統的控制模式，精簡系統體積，增強了系統擴展的靈活性。
[0017](3)本實用新型的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，可將總線通訊的速率上調至100Mbps相較于CANbus的最高1Mbps通信速率，系統的實時性得以顯著提尚ο
[0018](4)本實用新型的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，便于后續功能的拓展，只要遵循EtherCAT總線通訊方式的模塊可輕松掛接至總線上，擴展系統功能變得更加簡單。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0020]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0021]圖2是本實用新型實施例2的結構示意圖；
[0022]圖3是本實用新型實施例3的示意圖；。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體的實施例，對本實用新型作詳細描述。
[0024]實施例1
[0025]本實施例的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，如圖1所示，包括電源以及兩兩之間控制和反饋信號雙向傳遞、且遞次連接的示教面板、控制系統、主站以太網主站控制器、從站以太網控制器和伺服系統或1擴展模塊或傳感器；所述控制和反饋信號通過總線通訊方式。
[0026]本實施例的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，利用EtherCAT總線通訊的方式構建機器人控制系統減少機器人硬件接線，實現了提高機器人控制的實時性與精度，簡化機器人系統功能擴展的復雜程度的目的。
[0027]實施例2
[0028]本實施例的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，基本結構同實施例1，改進之處在于:所述控制系統為嵌入式主控制系統，包括Linux操作系統、S3C6410微處理器，組成一體化結構；所述主站以太網控制器選用DM9000A高速以太網接口芯片；如圖2所示，并將所述示教面板、控制系統和DM9000A融合在一個系統當中。所述S3C6410微處理器采用ARM11架構；所述示教面板采用觸摸顯示屏，并配有安全開關和急停按鈕；所述從站以太網控制器選用ARM Cortex-M3內核的微處理器和DM9000A高速以太網接口芯片；所述控制系統外殼采用金屬屏蔽罩，并留出相應接口 ；所述主和從以太網控制器采用一進一出的接線方式。
[0029]本實施例的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，相較于工業PC+ffindows操作系統+運動控制卡而言，本系統的實現體積更為小巧相對而言功耗也將降低。
[0030]實施例3
[0031]本實施例的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，結構同實施例2，改進之處在于:如圖3所示，應用于機器人防碰撞系統，1擴展模塊為超聲波通訊模塊；
[0032]本實施例的一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，利用超聲波測距原理探測機器人運動范圍內的障礙物體，以及時向控制系統發出碰撞警告采取規避措施。以往利用10直連通訊的機器人系統，功能擴展接口有限且極其復雜。利用低速總線通訊的系統，在增加通訊模塊后又會使得總線通訊負荷加重降低控制系統的實時性。而EtherCAT總線是一個以以太網為基礎的開放架構的現場總線系統，100M帶寬可完全滿足總線上其他通訊模塊的接入需求。
[0033]以上示意性地對本發明創造及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本專利的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，其特征在于:包括兩兩之間控制和反饋信號雙向傳遞、且遞次連接的示教面板、控制系統、主站以太網主站控制器、從站以太網控制器和伺服系統或1擴展模塊或傳感器；所述控制和反饋信號通過總線通訊方式。2.根據權利要求1所述基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，其特征在于:所述控制系統為嵌入式主控制系統，包括Linux操作系統、S3C6410微處理器，組成一體化結構；所述主站以太網控制器選用DM9000A高速以太網接口芯片；并將所述示教面板、控制系統和DM9000A融合在一個系統當中。3.根據權利要求2所述基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，其特征在于:所述S3C6410微處理器采用ARM11架構；所述示教面板采用觸摸顯示屏，并配有安全開關和急停按鈕；所述從站以太網控制器選用ARM Cortex-M3內核的微處理器和DM9000A高速以太網接口芯片。4.根據權利要求2所述基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，其特征在于:所述控制系統外殼采用金屬屏蔽罩，并留出相應接口。5.根據權利要求1?4任一所述基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，其特征在于:所述主和從以太網控制器均采用一進一出的接線方式。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，屬于工業自動化控制技術領域。本實用新型的基于EtherCAT總線的新型機器人控制系統，包括兩兩之間控制和反饋信號雙向傳遞、且遞次連接的示教面板、控制系統、主站以太網主站控制器、從站以太網控制器(ESC)和伺服系統或io擴展模塊或傳感器；所述控制和反饋信號通過總線通訊方式。本實用新型利用EtherCAT總線通訊的方式構建機器人控制系統減少機器人硬件接線，可以實現提高機器人控制的實時性與精度，簡化機器人系統功能擴展的復雜程度的目的。
【IPC分類】G05B19/042, G05D1/02
【公開號】CN205049925
【申請號】CN201520840166
【發明人】李紅偉, 許芳宏
【申請人】馬鞍山方宏自動化科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月27日