一种SCARA机械臂控制器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种SCARA机械臂控制器及其控制方法，通过控制器示教器电路配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；通过控制器CPU核心电路接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；通过控制器电机驱动模块接收所述控制指令并驱动机械臂；通过控制器电源电路为控制器CPU核心电路提供工作电源。本发明专利技术能够提高控制器的兼容器、增加了数据接口，降低了机械臂的启动振动、提高了机械臂的启动速度，可广泛应用于自动化控制技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种SCARA机械臂控制器及其控制方法
本专利技术涉及自动化控制
，尤其是一种SCARA机械臂控制器及其控制方法。
技术介绍
传统的制造业企业由于自动化程度不高，导致生产制造的效率较低。随着技术的发展，机械控制技术逐渐普及到了大部分制造业企业，尤其是SCARA机械臂。现有技术的SCARA机械臂存在控制器兼容性差、数据接口少的缺点；同时，SCARA机械臂还存在启动振动明显、速度慢以及对电机损耗大的缺点，因此，亟需对SCARA机械臂进行改进，以进一步提高制造业企业的生产效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种SCARA机械臂控制器及其控制方法，以提高控制器的兼容器、增加数据接口，降低机械臂的启动振动、提高速度以及降低电机损耗。本专利技术的第一方面提供了一种SCARA机械臂控制器，包括控制器电源电路、控制器CPU核心电路、控制器电机驱动模块和控制器示教器电路；所述控制器电源电路，用于为控制器CPU核心电路提供工作电源；所述控制器示教器电路，用于配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；所述控制器CPU核心电路包括ATmega128微处理器、复位电路、晶振电路、ISP接口、JTAG接口以及UART串行通讯电路，用于接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；所述控制器电机驱动模块，用于根据所述控制指令驱动机械臂。进一步，所述控制器示教器电路包括LCD12864显示屏、键盘以及示教器的外围电路。进一步，所述控制器电源电路包括24VDC转5VDC的SMPS电路。进一步，所述控制器CPU核心电路由三轴控制中心组成，所述三轴控制中心包括X轴控制中心、Y轴控制中心以及Z轴控制中心。根据本专利技术的第二方面，还提供了一种SCARA机械臂控制器的控制方法，包括：通过控制器示教器电路配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；通过控制器CPU核心电路接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；通过控制器电机驱动模块接收所述控制指令并驱动机械臂；通过控制器电源电路为控制器CPU核心电路提供工作电源；其中，所述控制器CPU核心电路包括ATmega128微处理器、复位电路、晶振电路、ISP接口、JTAG接口以及UART串行通讯电路。进一步，所述控制器CPU核心电路由三轴控制中心组成，所述三轴控制中心包括X轴控制中心、Y轴控制中心以及Z轴控制中心；所述通过控制器CPU核心电路接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令，具体为：分别由X轴控制中心、Y轴控制中心以及Z轴控制中心触发三轴控制指令。进一步，所述通过控制器电机驱动模块接收所述控制指令并驱动机械臂，包括：基于S型加减速启动停止算法和logistic回归函数模型，确定SCARA机械臂启动过程为7段加减速过程。进一步，所述通过控制器示教器电路配置SCARA机械臂的参数，包括第一模式的配置步骤，具体为：确定SCARA机械臂的功能，所述功能包括手动走点和连续走点；根据确定好的SCARA机械臂功能，输入走点坐标，完成SCARA机械臂的参数配置。进一步，所述通过控制器示教器电路配置SCARA机械臂的参数，包括第二模式的配置步骤，具体为：通过串口接收坐标数据；判断坐标数据对应的位置是否为有效位置，若是，则将所述坐标数据配置给SCARA机械臂转动；反之则返回执行通过串口接收坐标数据的步骤。进一步，还包括：所述控制器示教器电路采用矩阵式扫描的方式监控键盘的输入信号；其中，所述控制器示教器电路包括LCD12864显示屏、键盘以及示教器的外围电路上述本专利技术实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本专利技术的实施例通过控制器示教器电路配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；通过控制器CPU核心电路接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；通过控制器电机驱动模块接收所述控制指令并驱动机械臂；通过控制器电源电路为控制器CPU核心电路提供工作电源。本专利技术能够提高控制器的兼容器、增加了数据接口，降低了机械臂的启动振动、提高了机械臂的启动速度。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本专利技术实施例的控制器电源电路的电路原理图；图2为本专利技术实施例的控制器CPU核心电路部分原理图；图3为本专利技术实施例的控制器电机驱动模块的电路原理图；图4为本专利技术实施例的控制器示教器电路原理图；图5为本专利技术实施例的S型加减速启动停止算法曲线图；图6为本专利技术实施例的第一模式的控制流程图；图7为本专利技术实施例的第二模式的控制流程图；图8为本专利技术实施例的SCARA机械臂控制器的整体结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步解释和说明。对于本专利技术实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。如图8所示，本专利技术的SCARA机械臂控制器包括控制器电源电路、控制器CPU核心电路、控制器电机驱动模块和控制器示教器电路；所述控制器电源电路，用于为控制器CPU核心电路提供工作电源；所述控制器示教器电路，用于配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；所述控制器CPU核心电路包括ATmega128微处理器、复位电路、晶振电路、ISP接口、JTAG接口以及UART串行通讯电路，用于接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；所述控制器电机驱动模块，用于根据所述控制指令驱动机械臂。具体地，本专利技术是基于ATmega128的SCARA机械臂控制器，供电电源为24VDC，通过控制器电源电路转换为5VDC用于控制器CPU核心电路供电，参见图1，24VDC转5VDCSMPS电路采用LM2596降压型电源管理单片集成电路的开关电压调节器提高转化效率。另外，本专利技术是基于ATmega128的SCARA机械臂控制器，采用ATmega128微处理器作为控制芯片，PWM脉冲信号作为SCARA机械臂各轴电机控制信号，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCARA机械臂控制器，其特征在于，包括控制器电源电路、控制器CPU核心电路、控制器电机驱动模块和控制器示教器电路；/n所述控制器电源电路，用于为控制器CPU核心电路提供工作电源；/n所述控制器示教器电路，用于配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；/n所述控制器CPU核心电路包括ATmega128微处理器、复位电路、晶振电路、ISP接口、JTAG接口以及UART串行通讯电路，用于接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；/n所述控制器电机驱动模块，用于根据所述控制指令驱动机械臂。/n

【技术特征摘要】
1.一种SCARA机械臂控制器，其特征在于，包括控制器电源电路、控制器CPU核心电路、控制器电机驱动模块和控制器示教器电路；
所述控制器电源电路，用于为控制器CPU核心电路提供工作电源；
所述控制器示教器电路，用于配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；
所述控制器CPU核心电路包括ATmega128微处理器、复位电路、晶振电路、ISP接口、JTAG接口以及UART串行通讯电路，用于接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；
所述控制器电机驱动模块，用于根据所述控制指令驱动机械臂。


2.根据权利要求1所述的一种SCARA机械臂控制器，其特征在于，所述控制器示教器电路包括LCD12864显示屏、键盘以及示教器的外围电路。


3.根据权利要求1所述的一种SCARA机械臂控制器，其特征在于，所述控制器电源电路包括24VDC转5VDC的SMPS电路。


4.根据权利要求1所述的一种SCARA机械臂控制器，其特征在于，所述控制器CPU核心电路由三轴控制中心组成，所述三轴控制中心包括X轴控制中心、Y轴控制中心以及Z轴控制中心。


5.一种SCARA机械臂控制器的控制方法，其特征在于，包括：
通过控制器示教器电路配置SCARA机械臂的参数，并将参数的配置指令发送至控制器CPU核心电路；
通过控制器CPU核心电路接收所述控制器示教器电路发出的配置指令，并根据所述配置指令进行数据处理，进而向控制器电机驱动模块发出控制指令；
通过控制器电机驱动模块接收所述控制指令并驱动机械臂；
通过控制器电源电路为控制器CPU核心电路提供工作电源；
其中，所述控制器CPU核心电路包括ATmega128微处理器、复位电路、晶振电路、ISP接口、JTAG接口以...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚佳岷，陈志伟，叶润东，林雪晴，魏宇昕，张伟荣，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44