[发明专利]一种协作机器人电机环路控制系统及制动方法

说明书

本发明公开了一种协作机器人电机环路控制系统及制动方法，所述电机环路控制系统包括误差控制模块、调节模块、逆变模块、电机；所述误差控制模块与调节模块连接，用于控制电机转动速度不超过最大等效转速；所述调节模块分别与逆变模块输入端、电机输出端连接，用于接收指令调整生成驱动逆变模块的控制信号；所述逆变模块与电机输入端连接，用于接收调节模块发出的控制信号，向所述电机提供输入电流以驱动所述电机旋转。设有的误差控制模块和调节模块中的电流比例降低模块，使得刹车爪盘与电磁铁推杆的撞击速度可控，可有效降低刹车爪盘与电磁铁推杆的撞击，并且不受关节姿态和负载的影响，具有较高的鲁棒性和自适应性，可提高关节制动的稳定性。

技术领域

本发明涉及电机系统及控制领域，更具体地说，涉及一种协作机器人电机环路控制系统及制动方法。

背景技术

随着现代化建设步伐的加快，电器产品、家电产品的需求量不断上升，机械化和自动化生产、装配流水线大量增加，工业机器人及机械臂的使用越来越多。

爪盘式刹车常见于协作机器人关节内，爪盘与伺服电机的输出轴连接，电磁铁推杆与爪盘的挡片相碰以阻止制动盘和伺服电机转动从而完成刹车，电磁铁推杆远离挡片完成松开刹车。但在协作机器人的应用中，爪盘式的刹车结构会在电机断电后，由于重力的影响，导致电机加速使爪盘撞击电磁铁推杆，影响刹车寿命以及带来强烈的撞击振动等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种协作机器人电机环路控制系统，包括误差控制模块、调节模块、逆变模块、电机；

所述误差控制模块与调节模块连接，用于控制电机转动速度不超过最大等效转速；

所述调节模块分别与逆变模块输入端、电机输出端连接，用于接收指令调整生成驱动逆变模块的控制信号；

所述逆变模块与电机输入端连接，用于接收调节模块发出的控制信号，向所述电机提供输入电流以驱动所述电机旋转。

作为一种优选的技术方案，所述误差控制模块为误差滞环控制模块，具体为位置误差滞环控制模块或速度误差滞环控制模块。

作为一种优选的技术方案，所述误差滞环控制模块为位置误差滞环控制模块，与调节模块连接，用于接收上位机发送的位置指令和电机输出的位置反馈信号相比较产生的位置误差，并对此位置误差进行调整输出滞环位置误差；

所述调节模块分别与逆变模块输入端、电机输出端连接，用于接收位置误差滞环控制模块输出的滞环位置误差以及电机输出的速度反馈信号和电流反馈信号，调整生成驱动逆变模块的控制信号；

所述逆变模块与电机输入端连接，用于接收调节模块发出的控制信号，向所述电机提供输入电流以驱动所述电机旋转。

作为一种优选的技术方案，所述位置误差滞环控制模块的滞环宽度与所述最大等效转速成正比，公式如下：滞环宽度(count)/分辨率(count)＝v*t_采样(s)/60。

作为一种优选的技术方案，所述调节模块包括位置调节器、速度调节器、电流调节器；

所述位置调节器与位置误差滞环控制模块的输出端连接，用于获取滞环位置误差，生成速度参考指令；

所述速度调节器与位置调节器连接，用于接收位置调节器输出的速度参考指令和电机输出的速度反馈信号相比较产生的速度误差，生成电流指令；

所述电流调节器分别与速度调节器输出端、逆变模块的输入端连接，用于接收速度调节器输出的电流指令，调整生成驱动逆变模块的控制信号，从而控制所述电机旋转。

作为一种优选的技术方案，所述误差滞环控制模块为速度误差滞环控制模块，与调节模块连接，用于接收上位机发送的速度指令和电机输出的速度反馈信号相比较产生的速度误差，并对此速度误差进行调整输出滞环速度误差；