技术领域
[0001] 本
发明涉及的是一种机器人控制领域的技术，具体是一种
工业机器人控制系统。
背景技术
[0002] 随着工业自动化
水平的提高，机器人应用的不断深入和完善。多机器人协同工作越来越多地受到人们的关注。
[0003] 机器人现在已经不再仅限于理论研究阶段，很多工业生产和生活中都可以看到机器人的运用，比如水平四轴机器人就可以运用于：搬运，点胶，雕刻等等场合。所以机器人对社会生产
力，特别是工业自动化有着非常重要的影响。但是应用场合的不断增多，应用环境越来越复杂都对机器人的性能提出了挑战，比如在搬运作业当中，为了使生产效率提高，必然要加快机器人的运动速度。
[0004] 为了能够使机器人运动地更快控制系统的指令传输和信息反馈也要更快，常用的数据传输
接口控制方案限制了机器人的性能提升，比如基于串口的机器人控制，由于串口传输速度和抗干扰能力的
缺陷不适合在实时要求很高的机器人中使用。在已有的接口控制中USB和以太网是传输速度相对较快的接口，但是USB的传输受距离的影响很大，不适合工业运用的场合。
[0005] 控制系统作为工业机器人的控制核心，对工业机器人的性能起到关键性作用。总线通信是
机器人控制系统中的重要组成部分，目前高速实时
现场总线种类繁多，其中EtherCat总线和MECHATROLINK总线需要用专用的ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成
电路)芯片才能实现，而该芯片只提供了数据链路层和物理层，没有实现应用层，造成用户花费很长时间来开发应用层，且实现成本较高。
[0006] 另外在工业机器人架构方面，现有的控制架构基本以多关节运动控制卡为主，这种架构决定控制单元所能控制的关节数是确定的且是有限的，用户在进行机器人应用系统集成时，往往还需要配置单独的
控制器以增加外部关节数，造成系统的成本高、可扩展性差。
[0007] POWERLINK是一种开源的工业实时以太网，具有简约但强有力的机制，无需复杂的时间同步。
[0008] 工业实时以太网POWERLINK能支持多路复用，网络中的
节点可以具有不同的循环周期，兼顾快速设备和慢速设备，降低网络负载。
[0009] 工业实时以太网POWERLINK能支持异步通信，适用于非周期性通信的数据。
发明内容
[0010] 本发明针对
现有技术存在的上述不足，提出一种工业机器人控制系统。本发明能够实现对工业机器人的补差计算、正逆解运算，精确控制各个工业机器人的伺服从站，完成对工业机器人的精确控制，能够同时控制多个工业机器人，提高了多机器人之间的通信效率，降低了控制成本。
[0011] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0012] 本发明涉及一种工业机器人控制系统，其中，包括：
[0013]
中央处理器，用于所述工业机器人的运动学正逆解算以及补差计算，并生成所述工业机器人的控制指令；
[0014] 通信控制单元，所述通信控制单元与所述中央处理器相连，所述通信控制单元通过POWERLINK总线与所述工业机器人相连，所述通信控制单元接受所述中央处理器发出的所述控制指令并通过所述POWERLINK总线传输至所述工业机器人。
[0015] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述工业机器人中设有若干伺服从站，所述伺服从站与所述工业机器人中的
电机相连，所述伺服从站通过所述POWERLINK总线与所述通信控制单元相连。
[0016] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述中央处理器连有
示教器。
[0017] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述示教器与所述中央处理器通过Modbus TCP协议通信。
[0018] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述中央处理连有视觉模
块，以显示所述控制指令。
[0019] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述中央处理器与所述视觉模块通过Modbus TCP协议通信。
[0020] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述通信控制单元连有IO模块，所述IO模块通过所述POWERLINK总线与所述通信控制单元相连。
[0021] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述通信控制单元为FPGA电路。
[0022] 优选的，该工业机器人控制系统，其中，所述FPGA电路运行POWERLINK协议。
[0023] 上述技术方案的有益效果是：本发明能够实现对工业机器人的补差计算、正逆解运算，精确控制各个工业机器人的伺服从站，完成对工业机器人的精确控制，能够同时控制多个工业机器人，提高了多机器人之间的通信效率，降低了控制成本。
附图说明
[0024] 图1为本发明的较佳的
实施例中，一种工业机器人控制系统结构示意图；
[0025] 图中：1中央处理器、2通信控制单元、3POWERLINK总线、4伺服从站、5视觉模块、6IO模块、7示教器。
具体实施方式
[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0029] 如图1所示，本实施例包括：包括：
[0030] 中央处理器1，用于工业机器人的运动学正逆解算以及补差计算，并生成工业机器人的控制指令；
[0031] 通信控制单元2，通信控制单元2与中央处理器1相连，通信控制单元2通过POWERLINK总线3与工业机器人相连，通信控制单元2接受中央处理器1发出的控制指令并通过POWERLINK总线3传输至工业机器人。
[0032] 工业机器人中设有若干伺服从站4，伺服从站4与工业机器人中的电机相连，伺服从站4通过POWERLINK总线3与通信控制单元2相连。
[0033] 中央处理器1连有示教器7。
[0034] 示教器7与中央处理器1通过Modbus TCP协议通信。
[0035] 中央处理连有视觉模块5，以显示控制指令。
[0036] 中央处理器1与视觉模块5通过Modbus TCP协议通信。
[0037] 通信控制单元2连有IO模块6，IO模块6通过POWERLINK总线3与通信控制单元2相连。
[0038] 通信控制单元2为FPGA电路实现，以运行POWERLINK协议。
[0039] 整个控制系统中，中央处理器1采用飞思卡尔双核1GHz的处理器作为CPU，并在此
基础上选择实时性高的VxWorks作为与本控制系统相连的工业机器人的
软件开发平台，以缩短任务周期，该周期只有200us。
[0040] 中央处理器1的
操作系统还可采用RT-Linux系统、UcosII系统或FreeRTOS操作系统。
[0041] 中央处理器1与通信控制单元2相连，通信控制单元2由FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程
门阵列)实现。
[0042] 工业机器人中的伺服从站4与电机相连，通信控制单元2通过POWERLINK总线3与各个工业机器人中的伺服从站4相连。伺服从站4从通信控制单元2接受中央处理器1发出的控制指令及控制参数，从而控制与其相连的电机，进而控制工业机器人动作。
[0043] 通过POWERLINK总线3与通信控制单元2相连的IO模块6，主要用于提高输入输出功能。
[0044] 示教器7和视觉模块5均包涵有独立的控制器，示教器7与中央处理器1之间采用Modbus TCP协议通信。
[0045] 视觉模块5与中央处理器1之间采用Modbus TCP协议通信，以显示控制指令以及各个工业机器人的运行状态。
[0046] 本实施例中，使用POWERLINK总线3方式控制各个伺服从站4，并采用CPU+FPGA的架构，中央处理器1运行控制程序，基于FPGA的通信控制单元2运行通信协议即POWERLINK协议，从而使得整个控制系统具有价格低廉、实时性高等优点。
[0047] 本发明的工业机器人控制系统，与现有技术相比：本发明能够实现对工业机器人的补差计算、正逆解运算，精确控制各个工业机器人的伺服从站，能够同时控制多个工业机器人，提高了多机器人之间的通信效率，降低了控制成本。
[0048] 以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明
说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
