[实用新型]一种精密机器人控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种精密机器人控制系统。

背景技术

工业机器人是由机器人和周边设备、工具组成的一套自动化作业系统。随着社会的不断发展，由于机器人具有可长时间工作、重复性好等的优势，工业机器人开始广泛的在工业化生产中应用。

现有的工业机器人通常是多轴的机械臂。其主要由齿轮箱以及相应的动力系统组成。在控制系统的控制下，令机器臂执行相应的动作从而完成生产。

在实现本实用新型的过程中，申请人发现现有技术中存在如下问题：为了更便于进行机器动作的学习以及进行更精密的工作，通常需要工业机器人具有相应的力量跟随功能。亦即能够根据对于外界施加的力量作出正确的反馈。例如，在人手的牵引下进行相应的动作。

为了实现这一功能，感知机器臂受到的力矩是非常重要的一部分。在现有的工业机器人中，通常会使用相应的六轴力矩传感器来获取相应的力矩数据。但是，在每个轴上均安装这样的六轴力矩传感器需要付出非常高昂的成本。

现有还有一些使用对电机电流等检测方式，间接测试每个机器臂受到的力矩的作用。但是这样又会降低了检测的精度，可能需要较长的反馈时间。

实用新型内容

为了克服上述技术问题，本实用新型目的旨在提供一种精密机器人控制系统，其解决了现有的精密机器人控制系统在实现力量跟踪时，实现成本较高的问题。

本实用新型实施例提供一种精密机器人控制系统，应用于由机器人基座和多轴机器臂组成的精密机器人中。所述精密机器人控制系统包括：

光电编码器，所述光电编码器设置相邻的机器臂上，用于检测所述机器臂之间的相对转动角度；

红外摄像机，所述红外摄像机设置在所述机器人基座上，跟随所述多轴机器臂转动；

红外标记点，所述红外标记点设置在所述机器臂的外表面；

电流取样电路，所述电流取样电路与驱动多轴机器臂的电机连接，获取电机的电流变化信号；

压电传感器，所述压电传感器通过万向环固定在所述机器臂的一端，用于获取正对传感器方向上的压力变化；

控制器，所述控制器分别与所述光电编码器、红外摄像机、电流取样电路以及压电传感器连接，并输出相应的控制信号至所述电机。

可选地，所述控制器包括：位置控制单元、力矩控制单元以及主控制单元；

所述红外摄像机以及光编码器与位置自控制单元连接，所述电流取样电路以及压电传感器与力矩控制单元连接；

所述位置控制单元和所述力矩控制单元以并行传输方式，与所述主控制单元连接。

可选地，所述光电编码器为绝对型光电编码器；所述光电编码器的码盘设置在机器臂相接的一面，为二进制形式码盘。

可选地，所述红外摄像机设置在所述机器人基座的外表面，具有预定的拍摄频率。

可选地，所述红外标记点具有相互独立的标记信息，沿预定的间隔绕所述机器臂的外表面设置。

可选地，所述万向环上还设置有伺服电机；所述控制器与所述伺服电机连接，控制所述万向环的转动方向。

可选地，所述控制系统还包括至少一个网络接口；所述网络接口与所述控制器连接，用于建立数据传输通道。

可选地，所述网络接口为总线接口或者无线网络接口。

可选地，所述控制系统还包括电源管理电路；所述电源管理电路与所述精密机器人的供电电源连接，具有至少两个电压输出端口。

可选地，所述控制系统还包括用于显示当前机器臂运行轨迹的显示器；所述显示器设置在所述基座上，与所述控制器连接。

在本实用新型实施例中，控制系统可以通过红外标记点和红外摄像机额外提供的数据信息辅助确定当前机器臂在空间中的位置信息和姿态。因此，只需要使用简单的压电传感器即可完成上述的力矩跟随功能，不需要使用昂贵的六轴力矩传感器，从而有效的缩减的工业机器人的制造成本和难度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的控制器的结构示意图。

具体实施方式