[发明专利]多机器人自主控制系统

说明书

本发明涉及一种多机器人自主控制系统，其特征在于，每一个所述机器人包括驱控模块、作动模块；所述驱控模块可控制作动模块进行作动；多个所述驱控模块之间通过现场总线相互通信连接；多个所述驱控模块通过所述现场总线相互协同实现对所述作动模块的同步控制。本发明提供的多机器人自主控制系统，安全冗余设计，支持多机器人高实时性同步，同步周期达1ms。分布式运算可省去主控制器，实现从站对从站的数据交互及云端对现场运行监测和调整。各个芯片之间采用MAC协议进行网络传输，传输延迟远小于1us，运动控制周期与伺服周期完全同步。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种多机器人自主控制系统。

背景技术

随着工业4.0概念的提出和应用，工厂自动化方案对机器人多机协同和数据采集提出了新的需求，需要高实时性和高可靠性的数据传输，实现工厂级各机器人工作站间的协同和监控。由于数据传输量大、实时性高，路径长。采用传统的TCP/IP网络传输或并/串型总线方式已经无法满足实时性的要求，传统协议需要一个极其强大的主控制器做运算及调度，且对主控设备性能要求很高。在机器人外需要连接外部控制器，来进行数据的运算和调度。

发明内容

基于此，有必要针对传统协议需要一个极其强大的主控制器做运算及调度，且对主控设备性能要求很高问题，提供一种无需连接外部控制器进行控制的多机器人自主控制系统。

一种多机器人自主控制系统，每一个所述机器人包括驱控模块、作动模块；所述驱控模块可控制作动模块进行作动；多个所述驱控模块之间通过现场总线相互通信连接；多个所述驱控模块通过所述现场总线相互协同实现对所述作动模块的同步控制。

在其中一个实施例中，所述驱控模块可控制单一或多个作动模块按照驱控模块规划的运动轨迹作动。

在其中一个实施例中，所述机器人还包括I/O模块以及编码器模块；

所述I/O模块，用于数字信号和/或模拟信号输入输出；

所述编码器模块，用于采集作动模块数据转换为可进行传输和存储的信息。

在其中一个实施例中，所述机器人的驱控模块和I/O模块以及编码器模块通过现场总线相互连接，并采用实时现场总线协议进行数据传输。

在其中一个实施例中，所述驱控模块包括电源板、驱动接口板、功率板以及CPU核心板；所述驱动接口板设置有第一处理器及第一现场可编程门阵列，CPU核心板设置有第二处理器、运动控制芯片及第二现场可编程门阵列；

所述电源板输入端与电源相连接，用于接收电源输出的交流电压，并将所述交流电压转换为多个不同电压的直流电压用于供给驱动接口板、功率板以及CPU核心板运行；

所述CPU核心板用于控制作动模块的运动；

所述运动控制芯片用于运算第一处理器反馈的运动信息，进行运动规划和反馈信息处理结果传输至所述第二处理器；

所述第一处理器处理功率板与作动模块反馈的运动信息，将所述运动信息运算结果传输至所述运动控制芯片，生成脉冲宽度调制指令，并发送所述脉冲宽度调制指令至所述功率板；

所述功率板接收脉冲宽度调制指令，放大的所述脉冲宽度调制指令发送至作动模块。

在其中一个实施例中，所述第一处理器还能够发送控制指令至所述电源板，使所述电源板进行制动、软启动和控制风扇转动。

在其中一个实施例中，所述运动控制包括对作动模块进行轨迹规划、速度规划、运动学转换和伺服驱动控制。

在其中一个实施例中，所述CPU核心板至少包括一个通信接口，所述通信接口用于连接网络进行数据传输。

在其中一个实施例中，所述第一现场可编程门阵列与第二现场可编程门阵列之间采用MAC协议进行数据交互。