[发明专利]一种基于FPGA的多轴工业机器人控制系统

摘要

本发明提供了一种基于FPGA的多轴工业机器人控制系统，包括轨迹获取单元、运动控制单元、编码器反馈单元、第一矢量控制单元U1至第六矢量控制单元U6和第一PWM输出单元W1至第六PWM输出单元W6。本发明将工业机器人的两大电控系统，伺服驱动系统和轨迹控制系统合二为一，最大化利用了空间体积，一个FPGA核心单元集成多个PMSM的控制逻辑，并同时实时完成多轴的轨迹规划，节约了资源和成本；采用FPGA作为主控芯片，响应速度快，且FPGA有限状态机的方式，更能灵活处理伺服系统的错误信息和严重警告。此多轴工业机器人控制系统具有较好的实际价值和开阔的应用前景。

主权项

1.一种基于FPGA的多轴工业机器人控系统，其特征在于：包括轨迹获取单元、运动控制单元、编码器反馈单元、第一矢量控制单元U1至第六矢量控制单元U6、第一PWM输出单元W1至第六PWM输出单元W6；所述的轨迹获取单元的输出端与运动控制单元的一个输入端连接，编码器反馈单元的输出端、视觉反馈的输出端与运动控制单元的另一个输入端连接，运动控制单元的输出端与第一矢量控制单元U1的输入端至第六矢量控制单元U6的输入端连接，第一矢量控制单元U1的输出端至第六矢量控制单元U6的输出端分别与第一PWM输出单元W1的输入端至第六PWM输出单元W6的出入端连接；所述的运动控制单元包括轨迹规划单元，轨迹修正单元，故障保护单元，定距插补单元，RMAC运动规划单元和电子齿轮输出单元；轨迹修正单元的输出端与轨迹规划单元的一个输入端连接，故障保护单元的输出端与轨迹规划单元的另一个输入端连接，轨迹规划单元的输出端与定距插补单元的输入端连接，定距插补单元的输出端与RMAC运动规划单元的输入端连接，RMAC运动规划单元的输出端与电子齿轮输出单元的输入端连接，轨迹修正单元的输入端与视觉反馈单元的输出端、编码器反馈的输出端连接，轨迹规划单元的输入端与轨迹获取单元的输出端连接，电子齿轮输出单元的输出端与第一矢量控制单元U1的输入端至第六矢量控制单元U6的输入端连接；所述的矢量控制单元包括电子齿轮输入单元，坐标变换单元，编码器输入单元，电流采样单元，SVPWM发生器单元；电子齿轮出入单元的输入端与运功控制单元的电子齿轮输出端连接，电子齿轮输入单元的输出端与坐标变换单元的一个输入端连接，编码器输入单元的输出端、电流采样单元的输出端与坐标变换的另一个输入端连接，坐标变换单元的输出端与SVPWM发生器单元的输入端连接，SVPWM发生单元的输出端与PWM输出单元的输入端连接。