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工业 机器人六轴运动控制器

阅读：729发布：2024-01-10

专利汇可以提供工业机器人六轴运动控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及运动控制领域，其公开了一种工业机器人六轴运动控制器，包括FPGA控制单元、ARM 主控制器单元、驱动单元、ARM主控制器外接模块以及FPGA外接模块；所述ARM主控制器单元分别连接所述ARM主控制器外接模块和FPGA控制单元；所述FPGA控制单元分别连接所述FPGA外接模块和所述驱动单元。本实用新型的有益效果是：具有较高的集成度以及控制精度和插补速度，能实现机器人执行任务时的精确性和实时性。，下面是工业机器人六轴运动控制器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：包括FPGA控制单元、ARM 主控制器单元、驱动单元、ARM主控制器外接模块以及FPGA外接模块；所述ARM主控制器单元分别连接所述ARM主控制器外接模块和FPGA控制单元；所述FPGA控制单元分别连接所述FPGA外接模块和所述驱动单元。
2.根据权利要求1所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述驱动单元包括反馈电路和至少一个电机；所述电机连接所述FPGA控制单元的电机驱动模块；所述反馈电路连接所述FPGA控制单元的GPIO。
3.根据权利要求1所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述驱动单元包括第一驱动板和第二驱动板，第一驱动板由一个反馈电路和多个电机驱动接口电路组成，第二驱动板由一个反馈电路和多个电机驱动器接口电路组成，第一驱动板的电机驱动接口连接小功率电机，第二驱动板的电机驱动器接口连接大功率电机驱动器。
4.根据权利要求1所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述ARM主控制器外接模块边缘设有存储接口、外部中断接口、脉冲输入接口、线路接口、按键接口和光耦输入输出接口。
5.根据权利要求1所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述FPGA控制单元边缘设有储存器接口、ADC模数转换接口、DAC数模转换接口以及电机驱动模块。
6.根据权利要求4所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述存储接口包括SD 存储器接口、flash接口以及sdram存储器接口。
7.根据权利要求1所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述ARM主控制器单元还设有wifi模块。
8.根据权利要求4所述的工业机器人六轴运动控制器，其特征在于：所述线路接口包括RJ45接口、RS232串口、CAN接口以及USB接口。

说明书全文

工业机器人六轴运动控制器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及智能控制领域，尤其涉及一种一种工业机器人六轴运动控制器。

背景技术

[0002] 在推进制造智能化过程中，应加快建设智能化工厂，数字化车间以及人机智能交互，工业机器人等技术和装备的应用。运动控制器作为工业机器人的大脑，对机器本体的控制起到决定性作用。所谓运动控制器是指以逻辑单元为主要计算处理芯片，以各类检测器、传感装置为运动参数监控元件，以步进电机、直流伺服、交流伺服电机等为动力装置和传动单元为主要控制对象的一种控制装置，其可用于当今的众多工业设备，如数控系统，机器人系统。运动控制系统在现代制造业中应用越来越广泛，是工业机器人、数控加工系统等机电设备中常用的基础组成部分。高性能的运动控制器一直是高精度数控机床、高速高精自动生成线、CNC设备、工业机器人等领域的热点。

[0003] 工业机器人可用于危险、重复量大、环境恶劣的工作环境，为人们解放了大量的劳动力，广泛应用于汽车、机器加工、电子电气、橡胶塑胶、食品工业等领域。在工业生产中，焊接、搬运、装配等工业机器人都已被大量采用。作为机器人运动控制系统的核心部件，其用于实现对受控部件的位置、速度、加速度、力矩、以及驱动电流、反馈信号等参数进行控制和响应，使其按照设定规程参数运行。但是，目前大部分的运动控制器执行任务时的精确性较低。发明内容

[0004] 为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种工业机器人六轴运动控制器，解决现有技术中运动控制器执行任务时的精确性较低的问题。

[0005] 本实用新型提供了一种六轴运动控制器，包括FPGA控制单元、ARM 主控制器单元、驱动单元、ARM主控制器外接模块以及FPGA外接模块；所述ARM主控制器单元分别连接所述ARM主控制器外接模块和FPGA控制单元；所述FPGA控制单元分别连接所述FPGA外接模块和所述驱动单元。

[0006] 作为本实用新型的进一步改进，所述驱动单元包括反馈电路和至少一个电机驱动接口电路或至少一个电机驱动器接口电路；所述电机连接所述FPGA控制单元的电机驱动接口；所述电机驱动器连接所述FPGA控制单元的电机驱动器接口；所述反馈电路连接所述FPGA控制单元的GPIO。

[0007] 作为本实用新型的进一步改进，所述驱动单元包括第一驱动板和第二驱动板，第一驱动板由一个反馈电路和多个电机驱动接口电路组成，第二驱动板由一个反馈电路和多个电机驱动器接口电路组成，第一驱动板的电机驱动接口电路可直接用于驱动小功率电机，而无需再使用其它电机驱动器，第二驱动板的电机驱动器接口电路可连接用于驱动大功率电机的驱动器。

[0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述ARM主控制器外接模块边缘设有存储接口、外部中断接口、脉冲输入接口、线路接口、按键接口和光耦输入输出接口。

[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述FPGA控制单元边缘设有储存器接口、ADC模数转换接口、DAC数模转换接口以及电机驱动模块。

[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述存储接口包括SD 存储器接口、flash接口以及sdram存储器接口。

[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述ARM主控制器单元还设有wifi模块。

[0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述线路接口包括RJ45接口、RS232串口、CAN接口以及USB接口。

[0013] 本实用新型的有益效果是：具有较高的集成度以及控制精度和插补速度，能实现机器人执行任务时的精确性和实时性。

[0014] 【附图说明】

[0015] 图1为本实用新型的结构示意图；

[0016] 图2为本实用新型ARM主控制器单元连接示意图；

[0017] 图3为本实用新型FPGA控制单元连接示意图；

[0018] 图4为本实用新型驱动板1连接示意图；

[0019] 图5为本实用新型驱动板2连接示意图。

[0020] 【具体实施方式】

[0021] 下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。

[0022] 如图1，一种工业机器人六轴运动控制器，包括FPGA控制单元、ARM主控制器单元、驱动单元、ARM主控制器外接模块以及FPGA外接模块；所述ARM主控制器单元分别连接所述ARM主控制器外接模块和FPGA控制单元；所述FPGA控制单元分别连接所述FPGA外接模块和所述驱动单元。

[0023] 所述驱动单元包括反馈电路和至少一个电机；所述电机连接所述FPGA控制单元的电机驱动模块；所述反馈电路连接所述FPGA控制单元的GPIO。

[0024] 所述驱动单元包括第一驱动板和第二驱动板，第一驱动板由一个反馈电路和多个电机驱动接口电路组成，第二驱动板由一个反馈电路和多个电机驱动器接口电路组成，第一驱动板的电机驱动接口连接小功率电机，第二驱动板的电机驱动器接口连接大功率电机驱动器。

[0025] 所述ARM主控制器外接模块边缘设有存储接口、外部中断接口、脉冲输入接口、线路接口、按键接口和光耦输入输出接口。

[0026] 所述FPGA控制单元边缘设有储存器接口、ADC模数转换接口、DAC数模转换接口以及电机驱动模块。

[0027] 所述存储接口包括SD存储器接口、flash接口以及sdram存储器接口。

[0028] 所述ARM主控制器单元还设有wifi模块。

[0029] 所述线路接口包括RJ45接口、RS232串口、CAN接口以及USB接口。

[0030] 在一实施例中，六轴联动式的运控控制器采用ARM+FPGA的硬件架构，ARM和FPGA采用FSMC并行高速通信接口，网口1路，其使用RJ45专用接口，串口：4路（2路232，2路485）；USB：1路（由STM32输出），USB_MINI接口，CAN：1路（由STM32输出），DA：8路，范围-10V +10V,~
分辨率16bit；AD：8路，范围-10V +10V,分辨率16bit;WIFI接口：1路接口，使用成品WIFI模~
块，SPI串行FLASH: STM32外部存储扩展；16路光耦隔离输入；16路光耦隔离输出；8路定时器的输入捕获和输出比较引脚（STM32）；2路PWM波形输出引脚（STM32）；4路外部中断输入引脚（STM32）；6通道电机驱动信号，与驱动板信号对接（由FPGA实现）；通用IO扩展若干；FPGA的JTAG接口既可单独下载程序，也可由STM32进行配置加密。

[0031] 电源：24V，通过接口与驱动板连接供电，预留外部5V电源接口，可独立工作。

[0032] 驱动板主要实现步进马达驱动，可同时直接驱动6马达，亦可同时驱动6路马达驱动器工作。

[0033] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

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