[发明专利]一种8轴联动机器人及其控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种8轴联动机器人控制系统，其特征在于，包括：PC机Linux主站、EtherCAT从站控制器、8轴机器人控制板卡、机器人视觉装置和8轴联动机器人本体；8轴机器人控制板卡和机器人视觉处理装置通过EtherCAT从站控制器与PC机Linux主站相连，机器人视觉装置和8轴控制板卡通过数字/模拟接口与8轴联动机器人本体相连；

PC机Linux主站包括LinuxCNC及与其相连的以太网卡和人机界面；LinuxCNC用于机器人算法计算和机器人运动轨迹规划，并实时返回当前机器人的位置和姿态；以太网卡用于将PC机Linux主站命令下发；人机界面将接收到的外部命令进行编码送入LinuxCNC进行处理，并以三维模型显示当前机器人的位置和姿态；

EtherCAT从站控制器包括EtherCAT从站控制器I和EtherCAT从站控制器II，其中，EtherCAT从站控制器I连接PC机Linux主站和8轴机器人控制板卡，EtherCAT从站控制器II连接PC机Linux主站和机器人视觉装置；

8轴机器人控制板卡用于8轴联动机器人本体的控制，包括：CPU处理器I、数字/模拟接口I和J1-J8轴伺服接口；CPU处理器I通过EtherCAT从站控制器I与PC机Linux主站相连；CPU处理器I通过数字/模拟接口I与第七运动轴上的激光位置传感器相连，用于获取第七运动轴的位置量；J1~J8轴伺服接口用于连接CPU处理器I和8轴联动机器人本体的伺服驱动器，由电平转换电路和隔离电路组成，完成CPU处理器I与8轴联动机器人本体伺服控制器之间的电平转换任务；

机器人视觉装置用于对焊缝的识别、焊点的定位和焊缝曲线的拟合，包括：CPU处理器II和数字/模拟接口II；CPU处理器II通过EtherCAT从站控制器II与PC机Linux主站相连，将拟合的焊缝曲线信息送回PC机Linux主站；机器人视觉装置通过在CPU处理器II上安装与PC机Linux主站设备相对应的从站软件，实现EtherCAT的报文发送与接收，同时，CPU处理器II通过数字/模拟接口II与8轴联动机器人本体上的双目视觉装置相连。

2.根据权利要求1所述的8轴联动机器人控制系统，其特征在于，将EtherCAT从站控制器I集成到CPU处理器I中，将EtherCAT从站控制器II集成到CPU处理器II中。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的8轴联动机器人控制系统，其特征在于，8轴联动机器人控制系统对运动轴的控制采用液压伺服控制和电气伺服控制相结合的方式；其中，第七运动轴采用液压伺服控制系统，第一运动轴~第六运动轴与第八运动轴采用电动伺服控制系统。

4.一种8轴联动机器人，包括：第一运动轴、第二运动轴、第三运动轴、第四运动轴、第五运动轴、第六运动轴，其特征在于，设有上述权利要求1-3任一项所述的8轴联动机器人控制系统，还包括第七运动轴和第八运动轴，其中：第一运动轴~第六运动轴对应6轴机械臂，第七运动轴用于在Z轴上延伸机器人的运动范围，第八运动轴用于在X轴上延伸机器人的运动范围；第七运动轴采用伺服连杆升降的方式连接第一运动轴与第八运动轴，第八运动轴采用电动伺服控制方式，控制机器人在导轨上的运动。

5.根据权利要求4所述的8轴联动机器人，其特征在于，第七运动轴采用液压伺服控制方式，第一运动轴~第六运动轴与第八运动轴采用半闭环电动伺服控制方式。

6.根据权利要求5所述的8轴联动机器人，其特征在于，液压伺服控制采用激光位置传感器进行测距，第七运动轴上装有激光位置传感器。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的8轴联动机器人，其特征在于，8轴联动机器人本体上安装有双目视觉装置和伺服控制器。