[实用新型]一种多轴机器人控制系统和包含该控制系统的多轴机器人

说明书

本实用新型涉及一种多轴机器人控制系统和包含该控制系统的多轴机器人，其中控制系统用于控制具有n个关节的多轴机器人，所述多轴机器人设有伺服电机，包括核心控制电路、脉冲发送电路，脉冲发送电路包括相互电连接的至少n个主定时器和至少n个从定时器，主定时器与核心控制电路电连接，从定时器用于与伺服电机电连接。本实用新型可以保证控制系统向伺服电机发送的脉冲个数是精确的，从而提高多轴机器人的运行精度。

技术领域

本实用新型涉及机器人驱动控制技术领域，具体涉及一种多轴机器人控制系统和含有该控制系统的多轴机器人。

背景技术

多轴机器人，是通过底座固定在一定的空间内可以自由的活动并根据设定程序完成抓取、搬运或其他动作的多自由度机械手臂，适合用于诸多工业领域的机械自动化作业。常见的多轴机器人为四轴机器人和六轴机器人，其中四轴机器人是特别为高速取放作业而设计的，而六轴机器人则提供了更高的生产运动灵活性。四轴机器人的前两个关节可以在水平面上左右自由旋转的，第三个关节由一个称为羽毛(quill)的金属杆和夹持器组成。该金属杆可以在垂直平面内向上和向下移动或围绕其垂直轴旋转，但不能倾斜。六轴机器人比四轴机器人多两个关节，第一个关节如四轴机器人一样可以在水平面上自由旋转，后两个关节可以在垂直面移动，还有三个腕关节，分别为手腕旋转、手腕摆动和手腕回转。

多轴机器人运动轨迹的控制是通过对各个关节的伺服电机进行控制，伺服电机依靠的是控制系统发送的脉冲个数来进行定位的，1个脉冲的误差也将影响机器人运行的精度。同时为了保证机器人轨迹运行的连续性，多个关节在每个运行周期所发送脉冲的时间必须相同。如果发送时间稍有不一致，将会导致机器人运行轨迹与期望形成偏差，无法满足作业任务要求。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种多轴机器人控制系统和含有该控制系统的多轴机器人，可以保证控制系统向伺服电机发送的脉冲个数是精确的，从而提高多轴机器人的运行精度。

为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种多轴机器人控制系统，用于控制具有n个关节的多轴机器人，n＝1， 2，……，所述多轴机器人设有伺服电机，包括核心控制电路、脉冲发送电路，所述脉冲发送电路包括相互电连接的至少n个主定时器和至少n个从定时器，主定时器与核心控制电路电连接，从定时器用于与伺服电机电连接。

核心控制电路确定脉冲个数设定值并将脉冲个数设定值发送给主定时器。从定时器负责产生和发送脉冲信号到多轴机器人的伺服电机，主定时器负责记录从定时器所发送脉冲的个数，当记录的脉冲个数超过核心控制电路所发送的脉冲个数设定值时，主定时器发送停止信号到从定时器，接收到停止信号的从定时器停止脉冲信号的产生，从而实现脉冲个数的精确发送，提高多轴机器人的运行精度。

采用定时器主从模式的控制方式，具有n个关节的多轴机器人需要至少n 个主定时器和至少n个从定时器。

进一步地，所述核心控制电路包括相互电连接的脉冲控制电路、同步控制电路，所述同步控制电路与n个从定时器、n个主定时器电连接。

脉冲控制电路确定脉冲个数设定值并将脉冲个数设定值发送给同步控制电路，同步控制电路将脉冲个数设定值发送到主定时器，并且使得需要产生和发送脉冲信号的从定时器在一个运行周期内同时完成脉冲信号的发送，保证多轴机器人关节运动的同步性，使得多轴机器人运行过程中的连续性。

进一步地，假设n＝6x-y，x＝1,2,……，y取值为0～5且为整数，所述脉冲发送电路包括至少2x个STM32F103V芯片电路，通过STM32F103V芯片电路形成主定时器和从定时器，STM32F103V芯片电路与同步控制电路电连接。