[发明专利]基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统及方法

说明书

本发明公开了基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统及方法，其中，系统包括一体化控制器、EtherCAT总线、总线IO模块和若干个运动模块，各所述运动模块均包括伺服电机和用于驱动伺服电机的总线式伺服驱动器，所述一体化控制器包括CoDeSys控制模块和动态链接库，所述CoDeSys控制模块通过EtherCAT总线分别与总线式伺服驱动器和总线IO模块连接，所述CoDeSys控制模块和动态链接库连接。本发明通过将一体化控制器作为主站，使运动模块和总线IO模块共享EtherCAT总线，无需额外增加额外的PLC控制器作为主站，降低了控制成本，可广泛应用于机器人控制领域。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统及方法。

背景技术

目前国内外大部分工业机器人运动控制器均采用基于DSP和FPGA的多轴运动控制卡方式，其控制器一般带有PCI接口，集成于PC的PCI插槽。这种常规的控制系统中，机器人控制系统只能作为从站，需要额外的PLC控制器作为主站，即机器人的控制系统只是单一的控制伺服电机的工作状态，当机器人上还存有外围的信号输入，比如开关信息，这时需要用到输入输出端口，和PLC控制器进行控制。因此，通过额外的PLC控制器外围的自动化设备的控制信号，增加了一体化系统的成本，而且这样的系统布线复杂、可靠性差，以及技术封闭，拓展性差、价格昂贵，不易和工厂其他设备集成在一个控制系统中。

名词解释：

CoDeSys：是Controlled Development System的简写，由德国3S(Smart SoftwareSolutions)公司开发的一种与设备无关的PLC编程系统，CODESYS是一款集成了工程编程、可视化界面、安全、总线配置、实时运行核(Runtime)、MotionCNC功能的软件平台。

EtherCAT总线：是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EtherCAT名称中的CAT为Control Automation Technology(控制自动化技术)首字母的缩写。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于CoDeSys平台和EtherCAT总线的一体化控制器的工业机器人控制系统。

本发明的另一目的是提供一种基于CoDeSys平台和EtherCAT总线的一体化控制器的工业机器人控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统，包括一体化控制器、EtherCAT总线、总线IO模块和若干个运动模块，各所述运动模块均包括伺服电机和用于驱动伺服电机的总线式伺服驱动器，所述一体化控制器包括CoDeSys控制模块和动态链接库，所述CoDeSys控制模块通过EtherCAT总线分别与总线式伺服驱动器和总线IO模块连接，所述CoDeSys控制模块和动态链接库连接；

所述总线IO模块用于传输控制机器人的开关信息和控制信号；

所述CoDeSys控制模块用于接收到开关信息后，根据预设的执行信息实时从动态链接库调用预设的函数，并根据函数获取机器人的运动参数后，将运动参数通过EtherCAT总线发至总线式伺服驱动器；

所述一体化控制器作为EtherCAT主站，所述运动模块和总线IO模块均作为EtherCAT从站。

进一步，还包括示教器，所述一体化控制器还包括编译器，所述示教器通过编译器与CoDeSys控制模块连接。

进一步，所述总线IO模块包括总线耦合器、远程数字开关量单元、远程数字模拟量单元、非总线伺服单元、安全单元和视觉单元，所述EtherCAT总线通过总线耦合器分别与远程数字开关量单元、远程数字模拟量单元、非总线伺服单元、安全单元和视觉单元连接。