CN105459133A - 一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法 - Google Patents

一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，包括以下步骤：为运动控制器、伺服驱动器分配点对点通信地址；当运动控制器的通信主站要向通信从站发送信息时，运动控制器将要发送的数据和自己的标识符传送给通信主站的无线通信模块，并处于发送报文状态；通信主站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信从站处于接收状态，伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测；当伺服驱动器的通信从站要向通信主站发送信息时，采用同样的发送机制。本发明通过无线通信方式代替线缆通讯，降低成本，提高稳定性，减少了机械手的空间。

Description

一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法
技术领域
本发明属于机械手控制技术领域，具体涉及一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法。
背景技术
工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，被广泛的运用于自动生产线中。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
现有机械手的各种动作都是由多个电机以及伺服驱动器按照运动控制器的执行指令来完成。各伺服驱动器通过线缆连接到运动控制器，运动控制器把机械手运动指令分解到各伺服驱动电机，并通过线缆指挥电机的运动以及电机运行状态的监测。然而，机械手的运动控制器与伺服驱动器之间通过线缆通讯，一方面增加硬件成本，并且不可靠；另一方面，线缆占用空间，约束机械手的活动空间。此外，伺服驱动器之间没有信息的交互，每个伺服驱动器是单独控制，不能有效地利用彼此之间有用信息。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种降低成本，提高稳定性、控制效率和精度的多轴伺服驱动***无线通信方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，面向机械手的多轴伺服驱动***包括设有通信主站的运动控制器以及设有通信从站的多个伺服驱动器，所述方法包括以下步骤：
S1、为运动控制器、每个伺服驱动器分配点对点通信地址，且所有伺服驱动器的点对点通信地址互不相同；
S2、当运动控制器的通信主站要向通信从站发送信息时，运动控制器的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给通信主站的无线通信模块，并处于发送报文状态；通信主站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信从站处于接收状态，每个处于接收状态的伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测；
S3、当伺服驱动器的通信从站要向通信主站发送信息时，通信从站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信主站处于接收状态，运动控制器处于接收状态且运动控制器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信主站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测。
进一步的，所述面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法还包括以下步骤：
S4、当其中某个伺服驱动器的通信从站要向其他伺服驱动器的通信从站发送信息时，该其中某个伺服驱动器的通信从站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时所述其他伺服驱动器的通信从站处于接收状态且所述其他伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为所述其他伺服驱动器的通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测。
具体的，所述报文格式为帧起始脉冲信号、仲裁域、控制域标识符、数据域、CRC校验码域、应答域、帧结束域的一种或几种组合。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过无线通信模块的无线通信方式代替现有技术的线缆通讯，降低成本，提高稳定性，减少了机械手的本体空间，扩大活动范围。
2、多个伺服驱动器之间的可以信息交互，利用彼此之间有用的信息，提高控制效率和精度。
3、本发明协同了多个伺服驱动器并组成控制***，使得机械手的整体性能最优。
附图说明
图1为本发明的面向机械手的多轴伺服驱动***的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1，一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，面向机械手的多轴伺服驱动***包括设有通信主站的运动控制器以及设有通信从站的多个伺服驱动器，所述方法包括以下步骤：
S1、为运动控制器、每个伺服驱动器分配点对点通信地址，且所有伺服驱动器的点对点通信地址互不相同；
S2、当运动控制器的通信主站要向通信从站发送信息时，运动控制器的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给通信主站的无线通信模块，并处于发送报文状态；通信主站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信从站处于接收状态，每个处于接收状态的伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测；
S3、当伺服驱动器的通信从站要向通信主站发送信息时，通信从站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信主站处于接收状态，运动控制器处于接收状态且运动控制器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信主站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测。
进一步的，所述面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法还包括以下步骤：
S4、当其中某个伺服驱动器的通信从站要向其他伺服驱动器的通信从站发送信息时，该其中某个伺服驱动器的通信从站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时所述其他伺服驱动器的通信从站处于接收状态且所述其他伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为所述其他伺服驱动器的通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测。
具体的，所述报文格式为帧起始脉冲信号、仲裁域、控制域标识符、数据域、CRC校验码域、应答域、帧结束域的一种或几种组合。
所述帧起始表示数据帧和远程帧的起始，仅由一个“1”高位组成。
仲裁域由1l位标识符组成。仲裁域包括29位标识符，其标识符有ID28～ID0。
控制域由6位组成，包括2个保留位及4位数据长度码，允许的数据长度值为0～8字节。
数据域指的是发送缓冲区中的数据按照长度代码指示长度发送。对于接收的数据，同样如此。它可为0～8字节，每个字节包含8位，首先发送的是MSB(最高位)。
CRC校验码域由CRC域(15位)及CRC边界符组成。
应答域由发送方发出的两个(应答间隙及应答界定)隐性位组成，所有接收到正确的CRC序列的节点将在发送节点的应答间隙上将发送的这一隐性位改写为显性位。
帧结束域是指每一个数据帧或远程帧均由一串七个隐性位的帧结束域结尾。这样，接收节点可以正确检测到一个帧的传输结束。
本发明通过机械手的伺服驱动器可以基于上述的无线通信方式交换信息，利用彼此之间有用的数据，建立协同学习控制方法。该方法包括两部分内容：电机建模和跟随控制。
电机建模：现有的机械手伺服驱动控制技术，是对单个电机进行建模，整个机械手由多个电机组成。因此，多电机机械手模型需要多次建模才能完成。利用本发明的面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，则只需建立一个电机模型，然后把模型转化成报文数据发送到其他从站，则每个伺服驱动器接收到模型数据，只需较少的参数调整则能获取比较准确的模型，大大减少电机建模时间。
跟随控制：机械手要经过多个重复过程的迭代学习才能获得精度的控制器，每个寻觅过程都是根据过去的信息不断尝试新参数，并根据跟随误差，调节参数值，寻找最优控制参数。现有的技术都是让每个伺服驱动器单独从最初参数值，按照一定规律一直寻找最优控制参数。多个伺服驱动器重复同样的寻找过程。利用本发明的面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，一个电机试过不好的参数，则以报文形式发送到其他电机伺服驱动器，让其他伺服驱动器不再重复尝试这组参数。进而，多个伺服驱动器同时尝试不同的参数，大大提高寻找到最优控制参数的效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，面向机械手的多轴伺服驱动***包括设有通信主站的运动控制器以及设有通信从站的多个伺服驱动器，所述方法包括以下步骤：
S1、为运动控制器、每个伺服驱动器分配点对点通信地址，且所有伺服驱动器的点对点通信地址互不相同；
S2、当运动控制器的通信主站要向通信从站发送信息时，运动控制器的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给通信主站的无线通信模块，并处于发送报文状态；通信主站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信从站处于接收状态，每个处于接收状态的伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测；
S3、当伺服驱动器的通信从站要向通信主站发送信息时，通信从站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时通信主站处于接收状态，运动控制器处于接收状态且运动控制器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为通信主站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测。
2.根据权利要求1所述的面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，其特征在于，所述面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法还包括以下步骤：
S4、当其中某个伺服驱动器的通信从站要向其他伺服驱动器的通信从站发送信息时，该其中某个伺服驱动器的通信从站的无线通信模块将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时所述其他伺服驱动器的通信从站处于接收状态且所述其他伺服驱动器对接收到的报文进行检测，判断所述报文是否为所述其他伺服驱动器的通信从站对应接收的通信地址，若是，则接收；否则不接收并继续检测。
3.根据权利要求1或2所述的面向机械手的多轴伺服驱动***无线通信方法，其特征在于，所述报文格式为帧起始脉冲信号、仲裁域、控制域标识符、数据域、CRC校验码域、应答域、帧结束域的一种或几种组合。
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