(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210511687.X (22)申请日 2022.05.12 (71)申请人 南京工程学院 地址 211167 江苏省南京市江宁区科 学园 弘景大道1号 (72)发明人 陈桂　许艺严　林心怡　刁慧　 李永靠　方英达　马俊哲　朱晓春　 刘汉忠　万其　 (74)专利代理 机构 南京钟山专利代理有限公司 32252 专利代理师 张力 (51)Int.Cl. B25J 9/08(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种串联机 器人控制系统及标定方法 (57)摘要 本发明公开了一种串联机器人控制系统及 标定方法， 系统包括n轴串联驱动模块分别与n轴 串联机器人的n个轴连接， 由控制器控制， 实现机 器人机械臂驱动； 每一轴串 联驱动模块包括一组 串联的驱动器、 步进电机、 编码器和减速机； 每一 轴串联驱动模块中的编码器与步进电机的轴相 连， 用于检测步进电机的位置， 并将结果传输到 同模块的驱动器； 所述控制器， 用于机器人逆解 运算， 并将计算结果传输到驱动器； 所述驱动器， 用于控制与其相串联的步进电机的转动； 所述步 进电机， 用于带动与其相串联的减速机转动； 所 述减速机， 用于驱动与其连接的n轴串联机器人 的轴， 进行n轴串联机器人的运动控制。 本发明可 实现基于步进电机驱动的串联机器人控制及零 位标定。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114670180 A 2022.06.28 CN 114670180 A 1.一种串联机器人控制系统， 其特 征在于， 包括控制器和n轴串联驱动模块； n轴串联驱动模块分别与n轴串联机器人的n个轴连接， 由控制器控制， 实现机器人机械 臂驱动； 每一轴串联驱动模块包括 一组串联的驱动器、 步进电机、 编码器和减速 机； 每一轴串联驱动模块中的编码器与步进电机的轴相连， 用于检测步进电机的位置， 并 将结果传输 到同模块的驱动器； 所述控制器， 用于 机器人逆解 运算， 并将计算结果传输 到驱动器； 所述驱动器， 用于控制与其相串联的步进电机的转动； 所述步进电机， 用于带动与其相串联的减速 机转动； 所述减速机， 用于驱动与其连接的n轴串联机器人的轴， 进行n轴串联机器人的运动控制。 2.根据权利要求1所述的一种串联机器人控制系统， 其特征在于， 所述控制器， 包括逆 解运算单元、 初始标定单 元； 所述逆解运算单元， 用于基于机器人的末端位置和末端姿态信息进行逆解运算， 计算 得到机器人n个轴相应的n个目标位置， 并将其传输至相应的驱动器中， 实现n轴串联机器人 的控制； 所述初始标定单元， 用于在采用步进电机作为机器人驱动初始上电时进行零位标定， 生成n轴相应的标定位置并完成串联机器人n个轴的初始位置标定 。 3.根据权利要求1所述的一种 串联机器人控制系统， 其特征在于， 所述控制器与驱动器 之间采用RS485总线实现信息交换。 4.根据权利要求1所述的一种 串联机器人控制系统， 其特征在于， 所述编码器采用增量 编码器。 5.根据权利要求1所述的一种串联机器人控制系统， 其特征在于， 所述驱动器具备485 通讯功能， 通过485总线配置驱动器的电流大小， 并提供位置 差过大的检测功能。 6.根据权利要求1所述的一种串联机器人控制系统， 其特征在于， 所述n轴串联机器人 包括n个轴和n个相应的零 位挡块； n个零位挡块分别设置在n个轴的零 位位置， 用于标定相应轴的零 位。 7.根据权利要求1所述的一种 串联机器人控制系统， 其特征在于， 所述零位的标定位置 的产生方式为： 设控制器的控制周期为T(单位为秒)， 标定位置为W1(单位为度)， 位置增量为Δ1(单位 为度)， 相应步进电机的最大转速为S1(单位 为度每秒)， W1的初值 为0； 则每采样周期的零 位的标定位置迭代计算式为： W1＝W1+Δ1           (1) 8.权利要求1 ‑7任一所述的一种串联机器人控制系统的标定方法， 其特 征在于， 包括： 1)设置初始i ＝1； 2)控制器设置驱动器i的驱动电流； 3)控制器将i轴的零 点标定位置设定给驱动器i， 串联机器人轴i 开始转动； 4)驱动器i回送控制电机的位置差检测结果给控制器， 若没有超差， 计算零点标定位权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114670180 A 2置， 转步骤3)， 否则转 步骤5)； 5)位置超差， 说明轴i已经到达零位， 完成轴i的零位标定， i＝i+1， 返回步骤2)， 直到机 器人n个轴均完整零 位标定。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114670180 A 3