[发明专利]电力金属部件清扫探伤机器人控制系统及方法

摘要

本发明涉及电力金属部件清扫探伤机器人控制系统及方法，控制系统包括一NI sbRIO嵌入式控制主板，其第一接口通过高频数据线外接机器人上设有的各角度传感器和力/力矩传感器，第二接口通过高频数据线依次外接探伤装置上设有的超声导波信号激励/采集板和超声导波探头，第三接口外接射频模块后与一内嵌控制软件的用户机无线连接，第四接口通过CAN总线分别外接机器人上设有的各驱动器和各舵机，驱动器控制伺服电机，各伺服电机则通过带有的编码器反馈连接各对应驱动器。本发明可以实现机器人检测过程的自主轨迹规划，增加可靠度、提高检测效率和灵活度；同时，提高检出率，减少误检和漏检，保障工业管道系统的安全，具有良好的经济价值和社会价值。

主权项

一种电力金属部件清扫探伤机器人控制方法，所述的机器人包括本体、清扫装置和探伤装置，所述的控制方法中采用了如下的控制系统：所述的控制系统设在本体上，其包括一NI sbRIO嵌入式控制主板，其第一接口通过高频数据线外接所述本体上设有的各角度传感器和力/力矩传感器，第二接口通过高频数据线依次外接所述探伤装置上设有的超声导波信号激励/采集板和超声导波探头，第三接口外接射频模块后与一内嵌控制软件的用户机无线连接，第四接口通过CAN总线分别外接所述机器人的本体、清扫装置和探伤装置设有的各驱动器和各舵机，所述的驱动器控制伺服电机，各伺服电机则通过带有的编码器反馈连接各对应驱动器；其特征是：所述的控制方法包括以下步骤：步骤1，用户机控制软件读入某一组步态数据，并将该数据及相关指令通过无线局域网发送出去；步骤2，搭载在机器人上的射频模块接收到上述发送的步态数据及指令，并将其传输给NI sbRIO嵌入式控制主板；步骤3，上述控制主板根据上述指令，将上述一组步态数据通过CAN总线发往到驱动器中；步骤4，上述驱动器接收到上述步态数据，然后解析数据，并且根据数据中的要求设定指定的角位移、转速、位置或启动、停机，并将解析后的信息传输给相应的伺服电机；步骤5，上述伺服电机接收到上述解析信息，并做出指定的运动，并将运动传递给减速器；步骤6，上述减速器将上述伺服电机传递的运动进行降速，并提升扭矩，然后输出给负载；步骤7，编码器将上述伺服电机的运动参数进行编制、转换为可用的电信号，然后将此转换后的信号反馈给相应的驱动器；步骤8，上述转换后的电信号输入给相应驱动器，该驱动器对上述伺服电机的运动与原始指令数据进行对比评估，如有差别，则进行修改补偿；步骤9，上述修改补偿过程重复步骤4～8，直至伺服电机的运动与原始指令数据无差别为止；步骤10，角度传感器将从动部件的运动参数转换成模拟信号，再传输给上述控制主板；步骤11，上述控制主板中的模数转换电路将上述模拟信号转换成数字信号，然后评估判断从动件是否到达指定位置，若未到达则进行角度修正；步骤12，上述角度修改过程重复步骤4～步骤11，直至从动件到达指定位置为止；步骤13，上述控制主板同时控制流过电磁吸盘中线圈电流的大小，以使吸盘产生磁力吸附，将机器人固定在管道上；步骤14，力/力矩传感器，记录机器人在运动过程中电磁吸盘与外部管道的接触力/力矩信息，将采集的信息传输给上述控制主板；步骤15，上述控制主板接收到上述力/力矩信息，转换后与制定的力/力矩对比，若未达到制定的数值，则进行力/力矩修正；步骤16，上述力/力矩修正过程重复步骤13～步骤15，直至电磁吸盘吸牢，机器人稳定为止；步骤17，按指令对管道进行清扫或对管道进行探伤。