一种机器人全闭环控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种机器人全闭环控制系统，包括上位控制单元、驱动单元、执行单元和闭环反馈单元，上位机控制单元包括人机界面和机器人控制器，驱动单元包括伺服放大器和伺服电机，执行单元包括各轴关节和末端执行器，闭环反馈单元包括编码器，人机界面输出端连接机器人控制器，机器人控制器的输出端连接伺服放大器，伺服放大器的输出端连接各轴伺服电机，伺服电机的输出端连接机器人的各轴关节，机器人各轴关节的输出端连接末端执行器，且各轴关节的输出端通过均通过编码器连接机器人控制器。采用全闭环控制，能够获得较高的定位精度和较好的稳定性，而且这种全闭环控制能偶减轻伺服系统的负担，降低了对伺服系统的要求，以此来降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人控制
，具体涉及一种机器人全闭环控制系统。
技术介绍
机器人是集机械学和微电子学于一体的机电一体化系统，主要由机器人本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成，具有可编程、良好的通用性和适用性强等特点。近些年随着工业的快速发展，工业机器人得到了越来越广泛的应用。目前，绝大多数应用于工业领域的机器人的控制方式有开环、半闭环与双闭环等，开环控制的机器人控制精度无法保证，在大部分工业应用下，已经不能满足需求；而在工业机器人上广泛使用的半闭环运动控制系统，机器人系统整体精度很大程度上取决于伺服系统的精度，由于机械传动间隙与各轴间误差的叠加影响，机器人控制精度较低，也已经难以满足现代化生产的需要；双闭环控制系统能够满足在机器人精度上的要求，但是成本较高，很难被客户接受。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种机器人全闭环控制系统，旨在减小机器人位置误差，提高机器人控制精度，同时能够节约成本。为达到上述目的，本技术的技术方案如下：一种机器人全闭环控制系统，包括上位机控制单元、驱动单元、执行单元和闭环反馈单元，其特征在于：所述上位机控制单元包括人机界面和机器人控制器，所述驱动单元包括伺服放大器和伺服电机，所述执行单元包括各轴关节和末端执行器，所述闭环反馈单元包括编码器，所述人机界面输出端连接机器人控制器，所述机器人控制器的输出端连接伺服放大器，所述伺服放大器的输出端连接各轴伺服电机，所述伺服电机的输出端连接机器人的各轴关节，机器人各轴关节的输出端连接末端执行器，且所述各轴关节的输出端通过均通过编码器连接机器人控制器。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述编码器的分辨率大于等于二十八位。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述编码器采集各轴关节的实时位置信息并反馈给机器人控制器。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述机器人控制器为并行处理控制器。本技术一个较佳实施例中，进一步包括每个所述轴关节均对应设有所述编码器。本技术的有益效果是:其一、本技术的一种机器人全闭环控制系统，结构简单，自动化程度高，系统中采用全闭环控制，能够获得较高的定位精度和较好的稳定性，而且这种全闭环控制能偶减轻伺服系统的负担，将反馈运算的工作交由机器人控制器来完成，降低了对伺服系统的要求，以此来降低成本；其二、编码器采集各轴关节上的实时位置信息并反馈至机器人控制器，机器人控制器采用并行处理的方式处理反馈的信息，实现机器人系统的全闭环控制，以减小机器人位置误差，提高机器人控制精度，同时能够节约成本；其三、高精度的编码器能够确保采集位置信息的精度，利于控制精度的提高。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术优选实施例的结构框图。1-人机界面，2-机器人控制器，3-伺服放大器，4-伺服电机，5-各轴关节，6-末端执行器，7-编码器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例如图1所示，本实施例中公开了一种机器人全闭环控制系统，包括上位机控制单元、驱动单元、执行单元和闭环反馈单元，所述上位机控制单元包括人机界面1和机器人控制器2，所述驱动单元包括伺服放大器3和伺服电机4，所述执行单元包括各轴关节5和末端执行器6，所述闭环反馈单元包括编码器7，所述人机界面1输出端连接机器人控制器2，所述机器人控制器2的输出端连接伺服放大器3，所述伺服放大器3的输出端连接各轴伺服电机4，所述伺服电机4的输出端连接机器人的各轴关节5，机器人各轴关节5的输出端连接末端执行器6，且所述各轴关节5的输出端通过均通过编码器7连接机器人控制器2。基于上述结构，本技术的控制系统工作时，外界通过人机界面1向机器人控制器2下发运动指令，机器人控制器2根据相应的运动指令计算各轴伺服电机4的运动目标值，并将目标值下发给伺服放大器3，驱动单元根据其系统特性向伺服电机4下发位置或速度控制指令，各轴伺服电机4带动各轴关节5运动，安装在各轴关节5输出端上的编码器7实时采集各轴关节5的位置信息，并反馈至机器人控制器2，机器人控制器2计算各轴关节5的位置实时值和目标值的偏差得到各轴关节的运动误差，根据这一误差来调整控制伺服电机4动作的数据，使得各轴关节5的位置实时值逼近目标值，实现位置的全闭环控制，减小位置误差，提高控制精度。本技术严格控制编码器7的分辨率大于等于二十八位，且根据实际需求选型使用，以满足实际需求精度的同时降低使用成本。本技术的机器人控制器2采用并行处理控制器，并行处理能够提高处理速度，最大程度的分担伺服驱动单元的运行负担。本技术的每个所述轴关节均对应设有所述编码器7，各编码器7独立运行，相互之间无干扰，利于进一步提高信息采集准确度和精度。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人全闭环控制系统，包括上位机控制单元、驱动单元、执行单元和闭环反馈单元，其特征在于：所述上位机控制单元包括人机界面和机器人控制器，所述驱动单元包括伺服放大器和伺服电机，所述执行单元包括各轴关节和末端执行器，所述闭环反馈单元包括编码器，所述人机界面输出端连接机器人控制器，所述机器人控制器的输出端连接伺服放大器，所述伺服放大器的输出端连接各轴伺服电机，所述伺服电机的输出端连接机器人的各轴关节，机器人各轴关节的输出端连接末端执行器，且所述各轴关节的输出端通过均通过编码器连接机器人控制器。

【技术特征摘要】
1.一种机器人全闭环控制系统，包括上位机控制单元、驱动单元、执行单元和闭环反馈单元，其特征在于：所述上位机控制单元包括人机界面和机器人控制器，所述驱动单元包括伺服放大器和伺服电机，所述执行单元包括各轴关节和末端执行器，所述闭环反馈单元包括编码器，所述人机界面输出端连接机器人控制器，所述机器人控制器的输出端连接伺服放大器，所述伺服放大器的输出端连接各轴伺服电机，所述伺服电机的输出端连接机器人的各轴关节，机器人各轴关节的输出端连接末端执行器，且所述各轴关节的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰文涛，蔡治远，霰学会，
申请(专利权)人：苏州哈工易科机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32