[发明专利]一种用于上下料机器人与数控机床群信息无线传输的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及上下料机器人与数控机床群信息无线传输的问题，具体地说是建立基于ZigBee技术的上下料机器人和数控机床群进行无线通信的星型网络，在该星型网络中终端是数控机床，协调器是上下料机器人，传递的信息是数控机床的上下料信息。上下料信息的获取通过霍尔传感器结合脉冲检测算法的方式。数控机床端ZigBee模块通过霍尔传感器获取上下料信息并将信息发送出去，上下料机器人端ZigBee模块接收到机床端的上下料信息后，分析处理该信息，并将信息和机床编号再通过RS232串口传至上下料机器人控制系统。

背景技术

随着工厂自动化水平的提高，服务于数控机床的上下料机器人应用越来越广泛。现有的数控机床和上下料机器人的信息传输方式主要是点对点的有线方式，工业机器人拖着长长的数据传输线往往很不方便并且影响机器人整体的美观。本发明采用用无线代替有线的方式进行上下料机器人和数控机床群之间多点对一点的信息传输，避免繁琐的布线，有利于机器人的智能化和远程监控。

发明内容

本发明提出了一种解决上下料机器人与数控机床群进行多点对一点信息无线传输的方法及系统，用于代替目前工业上下料机器人和数控机床点对点信息传输的有线方式。本发明所述用于上下料机器人与数控机床群信息无线传输系统，由霍尔测转速传感器模块、数控机床端ZigBee模块、上下料机器人端ZigBee模块和上下料信息串口发送模块组成；霍尔测转速传感器模块，包括多个霍尔测转速传感器，用于测量各数控机床主轴的转速，并将转速转化成脉冲信号传送给对应的数控机床端ZigBee模块；数控机床端ZigBee模块，包括多个与霍尔测转速传感器对应的数控机床端ZigBee模块，是用于接收对应的霍尔转速传感器输出的脉冲信号，经脉冲检测算法分析处理后转化为上下料信息，并将上下料信息发送至上下料机器人端ZigBee模块；上下料机器人端ZigBee模块，是用于接收数控机床端ZigBee模块发送的上下料信息；将信息按照先进先出的原则按照机床编号进行存储；上下料信息串口传送模块，采用是RS232接口，是用于将上下料信息和相应的机床编号以串口通信方式传至上下料机器人控制系统。

其中传感器模块采用的是霍尔式测主轴转速传感器，该传感器可以将转速转化成脉冲信号。传感器分为霍尔探头和磁钢两部分（如图2所示），磁钢安装在数控机床主轴表面并跟主轴一起旋转，以提供产生霍尔效应的磁场环境。霍尔探头通过电平转化电路和数控机床端ZigBee模块相连，当主轴每旋转一周，磁钢通过离霍尔探头最近的地方一次，霍尔传感器向数控机床端ZigBee模块输出一次脉冲信号。

数控机床端ZigBee模块以德州仪器公司(TI)的CC2530芯片作为控制和通信芯片，并以德州仪器公司(TI)的Z-stack协议栈作为操作系统。数控机床端ZigBee模块的功能是接收霍尔传感器输出的脉冲信号，经脉冲检测算法分析处理后转化为上下料信息，并可以将上下料信息发送至上下料机器人端ZigBee模块。脉冲检测算法的核心是等间隔时间两秒循环检测输入端的脉冲信号。如果在间隔两秒时间内均无脉冲信号输入，则认为数控机床主轴停止，此时发送数控机床的上下料信息。

上下料机器人端ZigBee模块亦采用CC2530作为控制和通信芯片，Z-stack协议栈作为操作系统。上下料机器人端ZigBee模块和多个数控机床端ZigBee模块共同构成ZigBee星型网络。在网络中，上下料机器人端ZigBee模块作为协调器负责建立和维护网络并接收上下料信息，数控机床端ZigBee模块作为终端设备负责加入由协调器建立的星型网络并发送上下料信息。

上下料信息串口发送模块采用RS232串口作为通讯协议。RS232是常见的串口通讯接口，在CC2530芯片和上下料机器人控制系统上都有此接口。通过此接口可以将上下料机器人端ZigBee模块收到的上下料信息以串口通信方式传至上下料机器人控制系统，以完成整个上下料信息传输任务。

附图说明

图1为无线传输网络框架图。

图2为霍尔传感器安装示意图。

图3为脉冲检测算法流程图。

图4为上下料信息存储方式图。

具体实施方式

下面结合附图对本方案的具体实施方式进行进一步说明。