【所屬領(lǐng)域】
智能制造
【成果介紹】
傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人控制和驅(qū)動(dòng)分離，即采用一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器控制多個(gè)獨(dú)立伺服驅(qū)動(dòng)器的形式，存在集成度低、體積大、成本高等問(wèn)題。本成果開(kāi)發(fā)的六軸驅(qū)控一體工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)由工業(yè)機(jī)器人控制軟件和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，主要特點(diǎn)有：
（1）基于多核的SoC芯片，通過(guò)片內(nèi)總線實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速互聯(lián)通信，保證信息傳輸?shù)母咝院头€(wěn)定性。機(jī)器人控制算法和六軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共用一個(gè)芯片中不同的內(nèi)核完成，實(shí)現(xiàn)高度集成。
（2）針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器人六軸無(wú)法高精度同步問(wèn)題，本成果六軸驅(qū)控一體系統(tǒng)內(nèi)部集成了基于相鄰交叉耦合的六軸同步控制算法。在驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)部會(huì)對(duì)每軸反饋信號(hào)進(jìn)行同步控制策略處理，并引入一種基于電流動(dòng)態(tài)調(diào)整的補(bǔ)償系數(shù)，解決傳統(tǒng)相鄰交叉耦合結(jié)構(gòu)補(bǔ)償響應(yīng)慢、同步精度不高的缺點(diǎn)，同步誤差補(bǔ)償周期短，具有更快的同步控制響應(yīng)和更高的靈活性。
【成果展示】
【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】
1．更高的控制性能，更低的成本
具有傳統(tǒng)總線型控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還能夠充分共享數(shù)據(jù)。控制部分能利用驅(qū)動(dòng)部分的信息進(jìn)行控制，為在智能控制算法提供了一個(gè)便利平臺(tái)。同時(shí)基于驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)的硬件高度集成，空間占用小，成本低。
2、更短的電流環(huán)周期，更高的計(jì)算精度
由高性能SoC片內(nèi)FPGA實(shí)現(xiàn)硬件電流環(huán)計(jì)算，電流環(huán)周期低至5us，是通用伺服驅(qū)動(dòng)器的1/20。
3．更高的同步性能，更好的可靠性
高同步性能。6軸最大轉(zhuǎn)速同步誤差可減小60%以上，位置最大同步誤差可減小70%以上。控制和驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)片內(nèi)總線相連，具有更高的通信帶寬和更好的可靠性。用戶接線節(jié)省50%，傳輸可靠性更高，維護(hù)成本更低，抗擾能力更強(qiáng)。
【應(yīng)用場(chǎng)景】
工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工中心、自動(dòng)化產(chǎn)線等。
【市場(chǎng)前景】
國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)高速增長(zhǎng)，銷量從2015年的32996套增加到2020年的237068套，年復(fù)合增長(zhǎng)率接近50%，所以該產(chǎn)品市場(chǎng)前景廣闊。
【知識(shí)產(chǎn)權(quán)】
該成果已申請(qǐng)多項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利，以下是部分展示：
【合作方式】
技術(shù)許可、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、作價(jià)入股、技術(shù)開(kāi)發(fā)、咨詢服務(wù)、面談等
【專家介紹】
宋寶,1974年1月，湖北黃岡人。華中科技大學(xué)，機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，教授，博導(dǎo)，國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)中心主任助理、新型電機(jī)國(guó)家地方聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室副主任、全國(guó)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)量具量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)及全國(guó)工業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員，“中國(guó)工業(yè)節(jié)能與清潔生產(chǎn)協(xié)會(huì)”專家，多個(gè)國(guó)內(nèi)外期刊的審稿專家。負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人控制、數(shù)控技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。先后主持或參與自然科學(xué)基金項(xiàng)目6項(xiàng)、“高檔數(shù)控機(jī)床與機(jī)床制造裝備”國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家863課題、國(guó)家科技攻關(guān)課題、省部級(jí)攻關(guān)課題30多項(xiàng)。獲省部級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文50余篇，其中發(fā)表SCI論文30余篇，獲國(guó)家發(fā)明專利40多項(xiàng)，獲軟件著作權(quán)20多項(xiàng)。主持和參與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定5項(xiàng)；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。
【聯(lián)系方式】
成果編號(hào)：CG21058
