本发明专利技术公开了一种教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统，所述的控制系统包括主站控制计算机和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、图像采集模块、无线传输模块和ARM控制器，DSP芯片控制器和ARM控制器均与主站控制计算机通信连接，DSP芯片控制器、图像采集模块、无线传输模块与ARM控制器之间通信连接，四台永磁直流伺服电机均与DSP芯片控制器通信连接，多个避障位移传感器、定位传感器、加速度传感器均与所述DSP芯片控制器和ARM控制器通信连接。本发明专利技术的教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统计算速度快，使关节机器人手臂转向灵活、动作稳定精确、体积小巧，性能稳定，可以远距离无线监控机器人操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统, 属于装配作业的四关节机器人手臂应用领域。
技术介绍
在工业生产中,工业机器人可以代替人类做一些比较单调、比较频繁和重复率较高的长时间作业，或是在危险、恶劣环境下的作业，一般用作搬取零件和装配工作，在微电子制造业、塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域得到广泛的应用，它对于提高生产自动化水平、劳动生产率和经济效益、保证产品质量、保障人身安全、改善劳动环境，减轻劳动强度、节约原材料消耗以及降低生产成本等有着十分重要的意义。SCARA工业机器人即装配作业的机器人手臂是一种圆柱坐标型的工业机器人，它依靠旋转关节大臂和小臂来实现X-Y平面内的快速定位，依靠一个手腕移动关节和一个手腕旋转关节在Z方向上做伸缩和旋转运动，其具有四个运动自由度，该系列的操作手在其动作空间的四个方向具有有限刚度，而在剩下的其余两个方向上具有无限大刚度。这种结构特性使得SCARA机器人擅长从一点抓取物体，然后快速的安放到另一点，因此SCARA机器人在自动装配生产线上得到了广泛的应用。SCARA机器人结构紧凑、动作灵活，速度快、位置精度高，它的使用大大提高了机器人对复杂装配任务的适应性，同时也降低了成本，提高了工作空间利用率。SCARA机器人结合了多学科知识，对于提升在校学生的动手能力、团队协作能力和创新能力，促进学生课堂知识的消化和扩展学生的知识面都非常有帮助。教学用SCARA机器人技术的开展可以培养大批相关领域的人才，进而促进相关领域的技术发展和产业化进程。但是SCARA机器人在搬运货物过程中要时刻判断主控制器输入的位置参数，并判断周围的环境时刻避障，然后由运动控制器反复控制其精确的加速和减速进行搬运货物，稍微的误差累计就有可能在多回合运动中导致运输失败。国内对SCARA机器人的使用虽然有几十年，但是由于国内工业机器人发展起步比较晚，受较多关键技术的影响，SCARA机器人的发展也受所影响，传统的机器人原理如图1所示，在长期使用期间出现众多问题：（1）对于采用步进电机和直流电机驱动的SCARA机器人来说，系统的转动惯量大，不利于机器人的快速加速和减速。（2）对于采用步进电机和直流电机驱动的SCARA机器人来说，系统的启动力矩较小，不利于机器人的快速启动。（3）在SCARA机器人的整个运动控制过程，旋转的各个角度没有实时反馈，时有造成三轴不同步的现象发生。（4）在SCARA机器人的整个运动控制过程，各个旋转臂与外围环境之间没有进行有效的避障，有时会造成碰撞其他货物的现象发生。（5）在大多数情况下，随着时间的积累，机器人工作会存在一定的位置误差，依靠人工引导到零位置的方法，不仅精确度不高，而且也不利于高密度搬运等工作。（6）在SCARA大批量搬运过程中，搬运误差和质量问题时有发生，如果不将类似问题检查出来，会为以后的运动过程留下隐患。目前对于SCARA工作的检测，主要依靠人工目测等检验方法实现，这不仅存在主观因素影响大、劳动强度高、工作效率低等弊端，而目在短时间内人工大批量检验SCARA工作结果也不现实。（7）在SCARA大批量搬运生产中，有时会有重要的临时任务加入，普通的SCARA往往通过停机的方式完成，造成效率较低。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统，该教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统计算速度快，使关节机器人手臂转向灵活、动作稳定精确、体积小巧，性能稳定，可以远距离无线监控机器人操作。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统，所述关节机器人采用永磁直流伺服电机X驱动机器人大臂旋转运动、采用永磁直流伺服电机Y驱动机器人小臂旋转运动、采用永磁直流伺服电机Z驱动机器人手腕旋转运动、采用永磁直流伺服电机R驱动机器人手腕升降运动，所述机器人大臂上安装有避障位移传感器S1、避障位移传感器S2和加速度传感器A1，所述机器人小臂上安装有避障位移传感器S3、避障位移传感器S4和加速度传感器A2，所述机器人手腕上安装有定位传感器S5和加速度传感器A3，所述的控制系统包括主站控制计算机和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、图像采集模块、无线传输模块和ARM控制器，所述图像采集模块与无线传输模块之间通信连接，所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器均与所述主站控制计算机通信连接，所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器彼此之间通信连接，所述永磁直流伺服电机X、永磁直流伺服电机Y、永磁直流伺服电机Z和永磁直流伺服电机R均与所述DSP芯片控制器通信连接，所述避障位移传感器S1、避障位移传感器S2、避障位移传感器S3、避障位移传感器S4、定位传感器S5、加速度传感器A1、加速度传感器A2和加速度传感器A3均同时与所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器通信连接。在本专利技术一个较佳实施例中，还包括为所述关节机器人和控制系统提供电源的主电源和备用电源，所述关节机器人中的各个所述电机和传感器以及控制系统中的控制器均与所述主电源和/或备用电源电性连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述永磁直流伺服电机X、永磁直流伺服电机Y、永磁直流伺服电机Z和永磁直流伺服电机R上匀设置有光电编码器，所述光电编码器与所述DSP芯片控制器电性连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述图像采集模块为CCD摄像头组件。在本专利技术一个较佳实施例中，所述图像采集模块内设置有解码芯片。本专利技术的有益效果是：本专利技术的教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统计算速度快，使关节机器人手臂转向灵活、动作稳定精确、体积小巧，性能稳定，可以远距离无线监控机器人操作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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它的附图，其中：图1为传统SCARA机器人控制器原理图；图2为基于四轴永磁直流伺服电机SCARA机器人运动副二维图；图3为基于双核四轴永磁直流伺服电机SCARA机器人控制器原理图；图4为基于双核四轴永磁直流伺服电机SCARA机器人程序框图；图5为基于双核四轴永磁直流伺服电机运动原理图；图6为四轴永磁直流伺服电机加减速曲线图；图7为本专利技术的教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统结构示意图。附图中各部件的标记如下：1、主站控制计算机，2、控制器，3、DSP芯片控制器，4、ARM控制器，5、主电源，6、备用电源，7、永磁直流伺服电机X，8、永磁直流伺服电机Y，9、永磁直流伺服电机Z，10、永磁直流伺服电机R，11、光电编码器，12、避障位移传感器S1，13、避障位移传感器S2，14、避障位移传感器S3，15、避障位移传感器S4，16、定位传感器S5，17、加速度传感器A1，18、加速度传感器A2，19、加速度传感器A3，20、无线传输模块，21、图像采集模块，22、解码芯片。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统，其特征在于，所述关节机器人采用永磁直流伺服电机X驱动机器人大臂旋转运动、采用永磁直流伺服电机Y驱动机器人小臂旋转运动、采用永磁直流伺服电机Z驱动机器人手腕旋转运动、采用永磁直流伺服电机R驱动机器人手腕升降运动，所述机器人大臂上安装有避障位移传感器S1、避障位移传感器S2和加速度传感器A1，所述机器人小臂上安装有避障位移传感器S3、避障位移传感器S4和加速度传感器A2，所述机器人手腕上安装有定位传感器S5和加速度传感器A3，所述的控制系统包括主站控制计算机和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、图像采集模块、无线传输模块和ARM控制器，所述图像采集模块与无线传输模块之间通信连接，所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器均与所述主站控制计算机通信连接，所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器彼此之间通信连接，所述永磁直流伺服电机X、永磁直流伺服电机Y、永磁直流伺服电机Z和永磁直流伺服电机R均与所述DSP芯片控制器通信连接，所述避障位移传感器S1、避障位移传感器S2、避障位移传感器S3、避障位移传感器S4、定位传感器S5、加速度传感器A1、加速度传感器A2和加速度传感器A3均同时与所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器通信连接。...
【技术特征摘要】
1.一种教学用无线传输双核常速关节机器人控制系统，其特征在于，所述关节机器人采用永磁直流伺服电机X驱动机器人大臂旋转运动、采用永磁直流伺服电机Y驱动机器人小臂旋转运动、采用永磁直流伺服电机Z驱动机器人手腕旋转运动、采用永磁直流伺服电机R驱动机器人手腕升降运动，所述机器人大臂上安装有避障位移传感器S1、避障位移传感器S2和加速度传感器A1，所述机器人小臂上安装有避障位移传感器S3、避障位移传感器S4和加速度传感器A2，所述机器人手腕上安装有定位传感器S5和加速度传感器A3，所述的控制系统包括主站控制计算机和控制器，所述控制器包括DSP芯片控制器、图像采集模块、无线传输模块和ARM控制器，所述图像采集模块与无线传输模块之间通信连接，所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器均与所述主站控制计算机通信连接，所述DSP芯片控制器、无线传输模块和ARM控制器彼此之间通信连接，所述永磁直流伺服电机X、永磁直流伺服电机Y、永磁直流伺服电机Z和永磁直流伺服电机R均与所述DSP芯片控制器通信连接，所述避障位...
【专利技术属性】
技术研发人员：张好明，
申请(专利权)人：江苏若博机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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