專利名稱：一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電氣自動化、工業(yè)機器人領域，尤其涉及一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術：
目前在國際和國內，在先進的工業(yè)生產(chǎn)上，已高度的自動化和廣泛的使用工業(yè)機器人，如汽車裝配線、顯像管生產(chǎn)線、巻煙生產(chǎn)線等，在這些生產(chǎn)線的機器人工作工位上，機器人能在總控自動系統(tǒng)的程序指令下，單獨精確地、千萬次重復地進行著準確的工作。
但是，在汽車測試實驗室里通過LabVIEW的總線控制工業(yè)機器人來進行對汽車零部件的性能測試和疲勞測試是絕無僅有的。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，而提供一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)及控制方法，它通過LabVIEW的總線控制工業(yè)機器人來進行對汽車零部件的性能測試和疲勞測試，并且可根據(jù)各種測試的要求做出各種精確的動作，完全滿足測試要求。
實現(xiàn)上述目的的技術方案是
本發(fā)明之一的一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)，包括機器人，其
中，它還包括一工控機、與所述的工控機相連的PCI插槽、與所述的
PCI插槽相連的模擬量板卡、數(shù)字量板卡、運動控制板卡以及DeviceNet
通訊卡，所述的模擬量板卡與一第一板卡接線盒相連，所述的數(shù)字量板卡與一第二板卡接線盒相連，所述的運動控制板卡與一運動板卡接線盒
相連，所述的第一板卡接線盒還與一力傳感器相連，該力傳感器通過機
3器人與一機器人DeviceNet通訊卡相連，所述的機器人DeviceNet通訊卡與所述的DeviceNet通訊卡相連，所述的力傳感器的與第一板卡接線盒相連的一端還連接有測試器件，所述的工控機上運行LabVIEW軟件平臺。
本發(fā)明之二的一種總線工業(yè)機器人運動控制方法，其中，它包括以下步驟
步驟S1，設置通訊參數(shù)；
步驟S2，將通訊參數(shù)讀入通訊卡數(shù)組；
步驟S3，初始化DeviceNet通訊卡；步驟S4，建立與機器人的通訊；
步驟S5，建立系統(tǒng)的控制時鐘，然后同時進入步驟S6和步驟S7;步驟S6，讀取機器人狀態(tài)，然后進入步驟S61;步驟S61，顯示程序界面，然后進入步驟S8;
步驟S7，給機器人發(fā)命令；步驟S71，開始計時；步驟S72，查詢機器人是否完成指令，
若完成指令，則返回步驟S7;
若沒有完成指令，則進入步驟S73;步驟S73，檢測超時時間；步驟S74;判斷命令執(zhí)行是否超時，
若沒有超時，則返回步驟S72;
若超時，則進入步驟S8;
步驟S8，報警。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)及控制方法，通過LabVIEW軟件平臺，可以滿足控制要求和精度，并
且實現(xiàn)系統(tǒng)設備的靈活性、可拓展性。
圖1是本發(fā)明之一的一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)的結構示圖2是本發(fā)明之二的一種總線工業(yè)機器人運動控制方法的流程屈。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
請參閱圖1，圖中示出了本發(fā)明之一的一種總線工業(yè)機器人運動控
制系統(tǒng)，包括機器人6、工控機l、與工控機1相連的PCI插槽2、與PCI插槽2相連的模擬量板卡31、數(shù)字量板卡32、運動控制板卡33以及DeviceNet通訊卡34，模擬量板卡31與一第一板卡接線盒41相連，數(shù)字量板卡32與一第二板卡接線盒42相連，運動控制板卡33與一運動板卡接線盒43相連，第一板卡接線盒41還與一力傳感器5相連，該力傳感器5通過機器人6與一機器人DeviceNet通訊卡7相連，機器人DeviceNet通訊卡7與DeviceNet通訊卡34相連，力傳感器5的與第一板卡接線盒41相連的一端還連接有測試器件8，工控機1上運行Lab VIEW軟件平臺。
本發(fā)明可用于汽車轉向管柱測，通過精確和實時控制機器人來進行汽車轉向管柱的性能測試和疲勞測試。
為了完成該實現(xiàn)控制的要求和精度，并實現(xiàn)系統(tǒng)設備的靈活性、可拓展性，本發(fā)明選擇了 DeviceNet總線通訊作為與工業(yè)機器人通訊和控制方式。
DeviceNet是90年代中期發(fā)展起來的一種基于CAN技術的開放型、符合全球工業(yè)標準的低成本、高性能的通信網(wǎng)絡。DeviceNe將工業(yè)設備連接到網(wǎng)絡，從而消除了昂貴的硬接線成本。同時DeviceNet是一種簡單的網(wǎng)絡解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時,減少了配線和安裝工業(yè)自動化設備的成本和時間。DeviceNet不僅僅使設備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統(tǒng)所帶來的設備級的診斷功能。該功能在傳統(tǒng)的I/O上是很難實現(xiàn)的。DeviceNet的許多特性沿襲于CAN，CAN總線是一種設計良好的通信總線，它主要用于實時傳輸控制數(shù)據(jù)。DeviceNet的主要特點是短幀傳輸，每幀的最大數(shù)據(jù)為8個字節(jié)；無破壞性的逐位仲裁技術；網(wǎng)絡最多可連接64個節(jié)點；數(shù)據(jù)傳輸波特率為125kb/s、 250kb/s、 500kb/s;點對點、多主或主/從通信方式；采用CAN的物理和數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約。
DeviceNet總線的以上特點使之十分適用于機器人控制。所以本系統(tǒng)選用DeviceNet總線的通信作為機器人控制系統(tǒng)的通信工具。具體連接方式為工控機通過DeviceNet總線接口卡連接到總線上，機器人也都通過總線控制器掛接到總線上。由于采用DeviceNet總線，大大降低了系統(tǒng)連線的復雜程度，同時增強了系統(tǒng)的可靠性能。
本系統(tǒng)采用美國國家儀器有限公司的DeviceNet逋訊卡。同時，我們選用的LabVIEW編程平臺是美國國家儀器公司推出的一種基于"圖形"方式的集成化程序開發(fā)環(huán)境。控制系統(tǒng)可以利用計算機的硬件、軟件資源，使本來需要硬件實現(xiàn)的技術軟件化，以便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增加系統(tǒng)的功能和靈活性。選擇好的軟件平臺可以大大減少開發(fā)的難度，節(jié)約開發(fā)時間，方便系統(tǒng)功能的擴展和升級等。
機器人是一種由伺服電機驅動的機械結構組成的，且各個環(huán)節(jié)每個結合處為一個關節(jié)點或坐標系的成熟、可靠的工業(yè)機器人，該機器人功能強大，應用廣泛，并且配置專用的機器人DeviceNet通訊卡來支持DeviceNet總線協(xié)議。
本發(fā)明通過基于LabVIEW的總線控制的工業(yè)機器人來進行測試，特點是數(shù)據(jù)交換迅速，控制實時性好、精度高，安全，可靠，是一種全新的控制方式。
請參閱圖2，圖中示出了本發(fā)明之二的一種總線工業(yè)機器人運動控制方法，它包括以下步驟.-步驟S1，設置通訊參數(shù)；步驟S2，將通訊參數(shù)讀入通訊卡數(shù)組；步驟S3，初始化DeviceNet通訊卡；步驟S4，建立與機器人的通訊；
步驟S5，建立系統(tǒng)的控制時鐘，然后同時進入步驟S6和步驟S7;步驟S6，讀取機器人狀態(tài)，然后進入步驟S61;步驟S61，顯示程序界面，然后進入步驟S8;步驟S7，給機器人發(fā)命令；步驟S71，開始計時；
步驟S72，查詢機器人是否完成指令，
若完成指令，則返回步驟S7;
若沒有完成指令，則迸入步驟S73;步驟S73，檢測超時時間；步驟S74;判斷命令執(zhí)行是否超時，
若沒有超時，則返回步驟S72;
若超時，則進入步驟S8;
步驟S8，報警。
以上結合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應構成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)，包括機器人，其特征在于，它包括一工控機、與所述的工控機相連的PCI插槽、與所述的PCI插槽相連的模擬量板卡、數(shù)字量板卡、運動控制板卡以及DeviceNet通訊卡，所述的模擬量板卡與一第一板卡接線盒相連，所述的數(shù)字量板卡與一第二板卡接線盒相連，所述的運動控制板卡與一運動板卡接線盒相連，所述的第一板卡接線盒還與一力傳感器相連，該力傳感器通過機器人與一機器人DeviceNet通訊卡相連，所述的機器人DeviceNet通訊卡與所述的DeviceNet通訊卡相連，所述的力傳感器的與第一板卡接線盒相連的一端還連接有測試器件，所述的工控機上運行LabVIEW軟件平臺。
2. —種總線工業(yè)機器人運動控制方法，其特征在于，它包括以下步驟 步驟S1，設置通訊參數(shù)；步驟S2，將通訊參數(shù)讀入通訊卡數(shù)組； 步驟S3，初始化DeviceNet通訊卡； 步驟S4，建立與機器人的通訊；步驟S5，建立系統(tǒng)的控制時鐘，然后同時進入步驟S6和步驟S7; 步驟S6，讀取機器人狀態(tài)，然后進入步驟S61; 步驟S61，顯示程序界面，然后進入步驟S8;步驟S7，給機器人發(fā)命令； 步驟S71，開始計時； 步驟S72，查詢機器人是否完成指令，若完成指令，則返回步驟S7;若沒有完成指令，則進入步驟S73; 步驟S73，檢測超時時間； 步驟S74;判斷命令執(zhí)行是否超時，若沒有超時，則返回步驟S72;若超時，則進入步驟S8;步驟S8，報警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種總線工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括機器人、工控機、PCI插槽、與第一板卡接線盒相連的模擬量板卡、與第二板卡接線盒相連的數(shù)字量板卡、與運動板卡接線盒相連的運動控制板卡、與機器人DeviceNet通訊卡相連的DeviceNet通訊卡，第一板卡接線盒還與力傳感器相連，機器人還與機器人DeviceNet通訊卡相連，力傳感器還與測試器件相連，工控機上運行LabVIEW軟件平臺。本發(fā)明通過LabVIEW的總線控制機器人來進行對汽車零部件的性能測試和疲勞測試，靈活性、可拓展性好。
文檔編號G01M17/007GK101650263SQ20081004164
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月13日 優(yōu)先權日2008年8月13日
發(fā)明者華小龍, 勤 孫, 李逸飛, 申純太, 袁佳溢 申請人:上海電氣自動化設計研究所有限公司