A safety limit method of six-axis manipulator based on EtherCAT belongs to the field of automatic control. When the existing manipulator stops by itself without restricting acceleration, there is a problem that the control effect of jitter is poor. An EtherCAT-based method for six-axis manipulator safety limit is proposed, and the main control algorithm for manipulator operation based on EtherCAT is designed. The algorithm for joint position and attitude over-limit judgment, the algorithm for end position and attitude over-limit judgment of manipulator and the algorithm for stop of manipulator are designed. The algorithm is executed once in each cycle of detection and execution of the main control algorithm. A safety algorithm is called to check the operation of the manipulator and determine whether the operation is beyond the limit. If it exceeds the limit, the operation information is returned, and the stop algorithm of the manipulator is called to control the deceleration of the manipulator. The invention can stop the manipulator safely and stably, thus providing guarantee for the use safety of the manipulator.
【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法
本专利技术涉及一种自动控制方法,特别涉及一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法。
技术介绍
在机械臂进行运动作业时需要限制末端的位置不能超出给定的范围,且应保证各关节的姿态、位置不相互冲突。一旦发生上述情况,需要机械臂停止运动。如果不限制机械臂的加速度,在停止时机械臂会产生很大的加速度,机身发生剧烈抖动。如果该问题不解决,会导致关节与电机负载过大,减少寿命。而抖动也可能引起机体重心大幅度移动,如果固定不够牢固,甚至会使整台机器倾倒,引发人身安全问题、财产损失。因此需要设计一种算法,使得机械臂在超出限制区域时以不超过上限的加速度减速直至完全停止。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的机械臂在不限制加速度的情况下自行停止时,存在对产生的抖动的控制效果差的问题,而提出一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法。一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法,所述方法包括以下步骤:步骤一、设计基于EtherCAT的控制机械臂运作的主控算法;所述的主控算法实时循环任务,在每一个循环周期检测一遍接收到的指令并进行指令的执行;步骤二、设计安全判断算法,且在主控算法的每个检测并执行的周期内执行一次;其中,所述的安全判断算法包括:机械臂关节位姿超限判断算法、机械臂末端位姿超限判断算法、机械臂停止算法;步骤三、机械臂主控算法的每一个循环周期内调用一次安全算法,检查机械臂的运行情况,并判断运行情况是否超限;若超限,则返回运行信息,并调用机械臂停止算法,控制机械臂减速;若未超限,不进行停机操作,机械臂主控算 ...
【技术保护点】
1.一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤一、设计基于EtherCAT的控制机械臂运作的主控算法;所述的主控算法实时循环任务,在每一个循环周期检测一遍接收到的指令并进行指令的执行;步骤二、设计安全判断算法,且在主控算法的每个检测并执行的周期内执行一次;其中,所述的安全判断算法包括:机械臂关节位姿超限判断算法、机械臂末端位姿超限判断算法、机械臂停止算法;步骤三、机械臂主控算法的每一个循环周期内调用一次安全算法,检查机械臂的运行情况,并判断运行情况是否超限;若超限,则返回运行信息,并调用机械臂停止算法,控制机械臂减速;若未超限,不进行停机操作,机械臂主控算法继续运行。
【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤一、设计基于EtherCAT的控制机械臂运作的主控算法;所述的主控算法实时循环任务,在每一个循环周期检测一遍接收到的指令并进行指令的执行;步骤二、设计安全判断算法,且在主控算法的每个检测并执行的周期内执行一次;其中,所述的安全判断算法包括:机械臂关节位姿超限判断算法、机械臂末端位姿超限判断算法、机械臂停止算法;步骤三、机械臂主控算法的每一个循环周期内调用一次安全算法,检查机械臂的运行情况,并判断运行情况是否超限;若超限,则返回运行信息,并调用机械臂停止算法,控制机械臂减速;若未超限,不进行停机操作,机械臂主控算法继续运行。2.根据权利要求1所述的一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法,其特征在于:所述的主控算法进行检查的循环周期为1ms。3.根据权利要求1或2所述的一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法,其特征在于:所述的步骤二中设计的机械臂关节位姿超限判断算法,具体为:从机械臂电机驱动器中读取各关节的角位移,之后与所设定的各关节的角位移的限制范围进行比较,若超出限定范围则返回错误原因的编号;其中,所述的从机械臂电机驱动器中读取各关节的角位移为检查机械臂关节变量,包括:角位移上限、角位移下限、最大角速度、最大角加速度。4.根据权利要求3所述的一种基于EtherCAT的六轴机械臂安全限位方法,其特征在于:所述的步骤二中设计的机械臂末端位姿超限判断算法,具体为:从机械臂电机驱动器中读取各关节的角位移,之后由机械臂的正运动学计算出末端的位置姿态信息,再与所设定的末端姿态的限制范围进行比较,若超出限制范围则返回错误原因的编号;其中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:林伟阳,李圣,刘雨,李湛,佟明斯,高会军,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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