一种工业机器人控制系统以及控制设备技术方案

本发明专利技术涉及机器人技术领域，公开了一种工业机器人控制系统以及控制设备，该系统中：电源输入模块包括动力电源输入模块和控制电源输入模块；动力电源处理模块用于控制动力电源输入模块与电机驱动模块之间电源的开/闭；安全控制模块用于形成安全回路、并根据安全回路当前状态形成反馈信号，还用于产生通断信号、控制动力电源处理模块闭合电源；运动控制模块用于接收反馈信号，且控制安全控制模块形成通断信号，运动控制模块还用于产生运动指令；电机驱动模块用于根据运动指令控制电机；制动处理模块，用于控制与电机连接的制动器装置的开/闭。该系统采用软硬件互锁的方案，可以提高控制系统的安全性以及稳定性。控制系统的安全性以及稳定性。控制系统的安全性以及稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人控制系统以及控制设备


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种工业机器人控制系统以及控制设备。

技术介绍

[0002]工业机器人控制系统在满足基础功能的条件下，更多是保证安全性及稳定性性能要求，目前大多数技术方案为软件控制或者单一硬件实现。例如：部分方案采用软件进行控制，由于软件灵活性强，可用来实现各类安全信号的检测与控制，但是软件本身具有很多漏洞，安全性较差；同时，软件的实现均会有一定的硬件及通信延时，这样虽然能实现基本功能，但是降低了安全性。部分方案会选择安全性较强的安全信号交给电机控制模块进行处理，这样纯粹依赖于电机模块，单一性控制使安全系统失去冗余互锁控制，也会大大降低安全性。
[0003]急需提供一种采用软硬件结构互锁的控制系统，以提高控制系统的安全性及稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种工业机器人控制系统以及控制设备，上述工业机器人控制系统采用软硬件互锁的方案，可以提高控制系统的安全性以及稳定性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种工业机器人控制系统，包括电源输入模块、动力电源处理模块、电机驱动模块、运动控制模块、安全控制模块以及制动处理模块，其中：
[0007]所述电源输入模块包括动力电源输入模块和控制电源输入模块，所述动力电源输入模块用于为所述电机驱动模块以及所述制动处理模块提供动力电源，所述控制电源输入模块用于为所述电机驱动模块、所述运动控制模块以及所述安全控制模块提供控制电源；
[0008]所述动力电源处理模块，连接于所述动力电源输入模块与所述电机驱动模块之间，用于控制所述动力电源输入模块与所述电机驱动模块之间电源的开/闭，还用于为所述制动处理模块提供动力电源；
[0009]所述安全控制模块，与所述运动控制模块连接，用于形成安全回路、并根据所述安全回路当前状态形成反馈信号；还与所述动力电源处理模块连接，用于产生控制所述动力电源处理模块的通断信号、以控制所述动力电源输入模块与所述电机驱动模块之间电源的通/断；
[0010]所述运动控制模块，用于接收所述反馈信号，且当反馈信号显示所述安全回路的当前状态正常时，控制所述安全控制模块形成所述通断信号，所述运动控制模块还与所述电机驱动模块连接，用于根据操作指令产生运动指令；
[0011]所述电机驱动模块，用于根据所述运动控制模块的运动指令控制机器人的电机动作；
[0012]所述制动处理模块，用于控制与所述电机连接的制动器装置的开/闭，且所述制动
处理模块与所述电机驱动模块信号连接，当所述动力电源处理模块为所述制动处理模块提供动力电源、且所述电机驱动模块提供打开信号时，所述制动处理模块有效、控制所述制动器装置打开，所述电机正常动作，当所述动力电源处理模块无法为所述制动处理模块提供动力电源和/或所述电机驱动模块提供关闭信号时，所述制动处理模块无效、控制所述制动器装置关闭，所述电机无法动作。
[0013]上述工业机器人控制系统中，工业机器人控制系统包括电源输入模块、动力电源处理模块、电机驱动模块、运动控制模块、安全控制模块以及制动处理模块。当使用上述工业机器人控制系统时，控制电源输入模块为电机驱动模块提供控制电源；当安全控制模块根据安全回路当前状态形成反馈信号，且运动控制模块接收到的反馈信号显示安全回路的当前状态正常时，运动控制模块控制安全控制模块形成通断信号，同时，动力电源处理模块接收通断信号、闭合动力电源输入模块与电机驱动模块之间电路，动力电源输入模块为电机驱动模块提供动力电源。当电机驱动模块接收到动力电源与控制电源后，可根据运动控制模块由操作指令生产的运动指令控制电机动作。需要说明的是，当动力电源处理模块为制动处理模块提供动力电源，电机驱动模块为制动处理模块提供打开信号时，制动处理模块有效、控制制动器装置打开，电机才能根据运动指令正常动作，当动力电源处理模块无法为制动处理模块提供动力电源和/或电机驱动模块提供关闭信号时，制动处理模块无效、控制制动器装置关闭，电机无法根据运动指令动作。
[0014]本专利技术提供的工业机器人控制系统采用独立的动力电源输入模块与控制电源输入模块，将动力电源与控制电源分别独立的输入给电机驱动模块，提高了控制系统的安全性及稳定性。同时，本专利技术提供的工业机器人控制系统增加了安全控制模块，将所有安全信号以硬件互锁方式处理，采用安全控制模块以及运动控制模块实现了部分硬件信号与软件进行交互互锁的功能以控制动力电源处理模块，从而控制动力电源输入模块与电机驱动模块之间电源的开/闭，各模块相互制约，提供了控制系统的安全性与稳定性。同时，设置了制动处理模块控制与所述电机连接的制动器装置的开/闭，且采用动力电源处理模块为制动处理模块提供动力电源，采用电机驱动模块为制动处理模块提供信号，当二者条件均满足时制动处理模块有效；否则任何任一模块无效，均会导致制动处理模块无效，保护电机无法动作，可提高系统的安全性、可靠性。
[0015]因此，上述工业机器人控制系统采用软硬件互锁的方案，可以提高控制系统的安全性以及稳定性。
[0016]优选地，所述电机驱动模块，还用于采集所述电机的当前运动状态，并将所述电机的当前运动状态形成状态反馈信号；
[0017]所述运动控制模块，还用于接收所述状态反馈信号，且将所述状态反馈信号与所述运动指令进行比较，当误差较小时，形成补偿运动位置偏差指令，当误差较大时，进行位置误差较大报警。
[0018]优选地，还包括掉电保护模块，其中：
[0019]所述掉电保护模块，与所述运动控制模块连接，用于在所述电源输入模块断电时为所述运动控制模块提供数据备份的备份电源；
[0020]所述掉电保护模块，与所述电机连接，用于给所述电机内的位置反馈单元提供备份电源、以保持所述位置反馈单元产生状态反馈信号的正确性。
[0021]优选地，所述运动控制模块，还与所述动力电源处理模块连接，用于检测所述动力电源处理模块内电器元件是否正常工作。
[0022]优选地，还包括若干外部接口以及手持操作模块，所述外部接口以及所述手持操作模块产生安全信号，所述安全信号形成所述安全控制模块的安全回路，其中：
[0023]所述外部接口，用于与外部设备连接；
[0024]所述手持操作模块，用于产生操作指令。
[0025]优选地，还包括噪音处理模块，所述噪音处理模块连接于所述动力电源输入模块与所述动力电源处理模块之间，用于对所述动力电源输入模块输出的动力电源进行噪音处理；所述噪音处理模块还连接于所述控制电源输入模块与所述电机驱动模块之间，用于对所述控制电源输入模块输出的控制电源进行噪音处理。
[0026]优选地，还包括再生能源吸收模块，用于吸收所述电机减速时产生的能量。
[0027]优选地，还包括散热模块，用于对所述运动控制模块、所述电机驱动模块以及所述再生能源吸收模块进行散热冷却处理。
[0028]优选地，还包括用于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人控制系统，其特征在于，包括电源输入模块、动力电源处理模块、电机驱动模块、运动控制模块、安全控制模块以及制动处理模块，其中：所述电源输入模块包括动力电源输入模块和控制电源输入模块，所述动力电源输入模块用于为所述电机驱动模块以及所述制动处理模块提供动力电源，所述控制电源输入模块用于为所述电机驱动模块、所述运动控制模块以及所述安全控制模块提供控制电源；所述动力电源处理模块，连接于所述动力电源输入模块与所述电机驱动模块之间，用于控制所述动力电源输入模块与所述电机驱动模块之间电源的开/闭，还用于为所述制动处理模块提供动力电源；所述安全控制模块，与所述运动控制模块连接，用于形成安全回路、并根据所述安全回路当前状态形成反馈信号；还与所述动力电源处理模块连接，用于产生控制所述动力电源处理模块的通断信号、以控制所述动力电源输入模块与所述电机驱动模块之间电源的通/断；所述运动控制模块，用于接收所述反馈信号，且当反馈信号显示所述安全回路的当前状态正常时，控制所述安全控制模块形成所述通断信号，所述运动控制模块还与所述电机驱动模块连接，用于根据操作指令产生运动指令；所述电机驱动模块，用于根据所述运动控制模块的运动指令控制机器人的电机动作；所述制动处理模块，用于控制与所述电机连接的制动器装置的开/闭，且所述制动处理模块与所述电机驱动模块信号连接，当所述动力电源处理模块为所述制动处理模块提供动力电源、且所述电机驱动模块提供打开信号时，所述制动处理模块有效、控制所述制动器装置打开，所述电机正常动作，当所述动力电源处理模块无法为所述制动处理模块提供动力电源和/或所述电机驱动模块提供关闭信号时，所述制动处理模块无效、控制所述制动器装置关闭，所述电机无法动作。2.根据权利要求1所述的工业机器人控制系统，其特征在于，所述电机驱动模块，还用于采集所述电机的当前运动状态，并将所述电机的当前运动状态形成状态反馈信号；所述运动控制模块，还用于接收所述状态反馈信号，且将所述状态反馈信号与所述运动指令进行比较，当误差较小时，形成补偿运动位置偏差指令，当误差较大时，进行位置误差较大报警。3.根据权利要求2所述的工业机器人控制系统，其特征在于，还包括掉电保护模块，其中：所述掉电保护模块，与所述运动控制模块连接，用于在所述电源输入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海波，王毅，唐保宇，刘晏，
申请(专利权)人：合肥欣奕华智能机器有限公司，
类型：发明
国别省市：