一种控制柜及机器人控制系统的制作方法

1.本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种控制柜及机器人控制系统。


背景技术：

2.随着工业自动化技术领域的发展，工业自动化生产的实现离不开控制系统，传统控制系统中控制模块和驱动模块都是集成在机器人中，或者，单独的将控制模块和驱动模块集成在一个柜中，由此一个控制模块只能与一个驱动模块连接，由此导致方案设计时间长，效率低，成本高，现场安装复杂，实施难以有统一标准；设计方案难以复制，产品稳定性无法保证，生产细节难以管理等确定。
3.目前的机器人控制系统，每个机器人都需要独立的控制模块与驱动模块，导致资源浪费。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种能够进行独立连接的驱动柜及机器人控制系统。
5.一种驱动柜，包括：
6.主控制模块，设置于控制柜壳内部左侧，用于向机器人的驱动发送控制指令；
7.视觉控制模块，设置于控制柜壳内部与主控制模块相对的右侧，其信号输入端与主控制模块连接，其信号输出端与相机连接，用于控制相机拍摄图像和处理拍摄图像；
8.散热模块，嵌入并固定于控制柜壳的后面板，形成由控制柜壳左右两侧至后侧的散热通风风道；
9.电源接线口模块，固定于控制柜壳的后面板，用于连接电源；
10.接口模块，设置于控制柜壳内部左侧，用于向主控制模块、视觉控制模块、电源接线口模块提供通信信号线和电源连接线的接口。
11.在其中一个实施例中，所述控制柜，还包括：
12.io模块，固定于控制柜壳后面板，连接外部传感器和主控制模块；
13.开关模块，固定于控制柜壳前面板，与电源接线口模块连接，用于控制电源的开断。
14.在其中一个实施例中，所述控制柜包括：所述散热模块包括进风口和出风口，所述进风口位于靠近主控制模块和视觉控制模块的侧面板的底端，所述出风口位于后面板。
15.在其中一个实施例中，所述进风口包括第一网板、第二网板和防尘棉，所述防尘棉固定于第一网板、第二网板之间，所述防尘棉覆盖第一网板、第二网板网状通风孔。
16.在其中一个实施例中，所述出风口为多个，多个出风口固定于控制柜壳的后面板的上端。
17.在其中一个实施例中，所述电源接线口模块包括：电源连接线口、开关电源和滤波器；电源连接线口封装为盒体并固定于后面板底端；开关电源与电源连接线口连接，开关电源通过“m”型支撑架固定在控制柜壳的底部，“m”型支撑架一端固定于控制柜壳的底部，另
一端固定于io模块顶部；滤波器固定于控制柜壳内侧的底部，滤波器与开关电源连接。
18.在其中一个实施例中，所述开关电源包括：24v开关电源和12v开关电源；24v开关电源前端设置多个端子，与io模块和电源接线口模块连接；12v开关电源后端设置多个端子，12v开关电源通过其端子与主控制模块和视觉控制模块连接，用于向主控制模块和视觉控制模块供电。
19.在其中一个实施例中，所述接口模块包括接口面板和固定于接口面板的多个接口，所述接口面板底部固定于控制柜壳的底部，所述接口面板与控制柜壳的底部平面垂直。
20.在其中一个实施例中，所述io模块包括：外接扩展io口和内部io口。
21.在其中一个实施例中，所述开关模块包括电源开关和急停开关。
22.在其中一个实施例中，所述控制柜壳的顶部下方设置固定条、顶部上方设置把手，把手两端设置螺孔，把手通过螺钉固定于控制柜壳的顶部，螺钉穿过固定条的螺孔、控制柜壳的顶部的螺孔与把手的螺孔连接。
23.在其中一个实施例中，所述控制柜壳的顶部与左、右侧面板一体成型构成盖板。
24.一种机器人控制系统，包括：一个控制柜和多个上述的驱动柜，所述控制柜与多个所述驱动柜通信连接。
25.上述控制柜，通过在控制柜壳内集成主控模块、视觉控制模块、散热模块、电源模块、电源接线口模块和接口模块，让控制柜能独立出来形成控制柜，通过在控制柜壳内部一侧设置主控制模块，另一侧设置视觉控制模块，控制柜壳内部的后面板设置电源线接口模块，能够减少控制柜的体积，并设置散热模块形成左右两侧至后侧的散热通风风道，便于对主控模块、视觉控制模块散热。上述机器人控制系统，采用一个独立的驱动柜与一个机器人连接，多个驱动柜统一通过一个控制柜连接来进行控制，能够避免设置多个控制柜的浪费。
附图说明
26.图1为一实施例中控制柜的立体结构图；
27.图2为另一实施例中去主控模块的控制柜的立体结构图；
28.图3为另一实施例中去盖板的控制柜的立体结构图；
29.图4为一实施例中进风口的组成结构示意图；
30.图5为一实施例中壳体的组成结构示意图；
31.图6为一实施例中去第二前面板的控制柜的主视图；
32.图7为一实施例中机器人控制系统的结构示意图。
33.附图标记说明：
34.10-控制柜；100-控制柜壳；101-盖板；102-第一前面板；103-第二前面板；104-底面板；105-后面板；110-固定条；120-把手；200-主控制模块；210-安全继电器；300-视觉控制模块；400-散热模块；410-进风口；411-第一网板；412-第二网板；420-出风口；500-电源接线口模块；510-电源连接线口；520-滤波器；530-开关电源；600-接口模块；610-接口面板；620-接口；621-安全io接口；622-用户io接口；623-lan1接口；624-lan2接口；625-示教器接口；626-ethercat接口；627-usb接口；628-hdmi接口；700-io模块；710-外接扩展io口；720-内部io口；800-开关模块；810-开关电源；820-急停开关；20-驱动柜；30-机器人。
具体实施方式
35.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
37.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
38.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
39.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
40.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种控制柜，包括：主控制模块200，设置于控制柜壳100内部左侧，用于向机器人30的驱动发送控制指令；视觉控制模块300，设置于控制柜壳100内部与主控制模块200相对的右侧，其信号输入端与主控制模块200连接，其信号输出端与相机连接，用于控制相机拍摄图像和处理拍摄图像；散热模块400，嵌入并固定于控制柜壳100的后面板，形成由控制柜壳100左右两侧至后侧的散热通风风道；电源接线口模块，固定于控制柜壳100的后面板，用于连接电源；接口模块600，设置于控制柜壳100内部左侧，用于向主控制模块200、视觉控制模块300、电源接线口模块500提供通信信号线和电源连接线的接口。
41.其中，主控模块包括控制系统中的主控制板，主控制板主要功能是制机器人、模组、电磁阀等设备执行元器件，同时兼具与外部设备通信的任务。其中，主控模块设立支架，增加与空气接触面积，提高散热效率。视觉控制模块设置于控制柜壳内部与主控制模块相对的右侧，视觉控制模块包括控制系统中的视觉控制板，视觉控制板主要功能是输出端与相机连接，控制相机，处理拍照数据，将处理结果发送给主控制板。控制柜壳为矩形中空壳体，对主控制模块、视觉控制模块、散热模块、电源接线口模块、接口模块进行固定封装，控制柜壳起到防尘效果。散热模块在控制柜壳左右两侧设置多个进风口，在控制柜壳的后面板设置多个出风口，形成有两侧至后的散热通风风道。电源接线口模块可为插头接线口。
42.上述控制柜，通过在控制柜壳内集成主控制模块、视觉控制模块、散热模块、电源接线口模块和接口模块，让控制功能独立出来形成控制柜，通过在控制柜壳内部一侧设置主控制模块，另一侧设置视觉控制模块，能够减少控制柜的体积，同时设置散热模块形成两侧至后的散热通风风道，便于对控制柜散热。
43.在其中一个实施例中，如图2，图3所示，所述控制柜还包括：io模块700，固定于控
制柜壳100后面板，连接外部传感器和主控制模块200；开关模块800，固定于控制柜壳100前面板，与电源接线口模块510连接，用于控制电源的开断。其中，io模块用于连接外部继电器或电磁阀等执行元器件。
44.在其中一个实施例中，如图2所示，所述散热模块400包括进风口和出风口，所述进风口位于靠近主控制模块200和视觉控制模块300的侧面板的底端，所述出风口位于后面板。
45.在其中一个实施例中，如图4所示，所述进风口410包括第一网板411、第二网板412和防尘棉，所述防尘棉固定于第一网板411、第二网板412之间，所述防尘棉覆盖第一网板411、第二网板412网状通风孔。其中，第二网板412朝向驱动柜壳内部，第一网板411朝向驱动柜壳外部，在第二网板412设置凹槽放置防尘棉。本实施例中，在进风口设置防尘面，能够对进入控制柜柜的空气进行过滤，避免控制柜内元器件的故障和损坏。
46.在其中一个实施例中，如图1所示，所述出风口420为多个，多个出风口420固定于控制柜壳100的后面板的上端。其中出风口420设置风扇，风扇带动气流流动，形成由左右至后的通风通道。
47.在其中一个实施例中，如图3所示，所述电源接线口模块500包括：电源连接线口510、开关电源530和滤波器520；电源连接线口510封装为盒体并固定于后面板底端；开关电源530与电源连接线口510连接，开关电源530通过“m”型支撑架固定在控制柜壳100的底部，“m”型支撑架一端固定于控制柜壳100的底部，另一端固定于io模块700顶部；滤波器520固定于控制柜壳内侧的底部，滤波器520与开关电源530连接。其中，电源接线口模块500与接口模块600位于控制柜内的同一侧，此种设置方式，能够减少控制柜的体积。
48.在其中一个实施例中，如图3所示，所述开关电源530包括：24v开关电源和12v开关电源；24v开关电源前端设置多个端子，与io模块700和电源接线口模块500连接；12v开关电源后端设置多个端子，12v开关电源通过其端子与主控制模块200和视觉控制模块300连接，用于向主控制模块200和视觉控制模块供电300。其中，开关电源位于视觉控制模块300与控制柜壳100中间，便于接线连接，此种设置方式，能够减少控制柜的体积。
49.在其中一个实施例中，如图1所示，所述接口模块600包括接口面板610和固定于接口面板610的多个接口620，所述接口面板610底部固定于控制柜壳100的底部，所述接口面板610与控制柜壳100的底部平面垂直。其中，如图6所示，在拆开第二前面板103后，可以看到接口面板610上设置多个接口620，其中接口620包括621-安全io接口、622-用户io接口、623-lan1接口、624-lan2接口、625-示教器接口、626-ethercat接口、627-usb接口、628-hdmi接口，其中接口之间的连接线从底部空间走出，接口模块600中的多个接口620通过第二前面板103盖住进行隐藏。
50.在其中一个实施例中，如图1所示，所述io模块700包括：外接扩展io口710和内部io口720。其中，外接扩展io口710连接外部的继电器或电磁阀等执行元器件，内部io口720连接外部的继电器或电磁阀等执行元器件。
51.在其中一个实施例中，如图6所示，所述开关模块800包括电源开关810和急停开关820，电源开关810用于控制控制柜连接的外部电源和急停开关820用于控制驱动柜整体电源的关断。
52.在其中一个实施例中，如图5所示，所述控制柜壳100的顶部下方设置固定条110、
顶部上方设置把手120，把手120两端设置螺孔，把手120通过螺钉固定于控制柜壳100的顶部，螺钉穿过固定条110的螺孔、控制柜壳100的顶部的螺孔与把手120的螺孔连接。本实施例中，固定条可加固把手与盖板101的固定面积，避免把手脱落。
53.在其中一个实施例中，如图5所示，所述控制柜壳100的顶部与左、右侧面板一体成型构成盖板101。盖板101边缘处采用弧形角度处理，底面板104与盖板101合围成驱动柜的上、下、左、右四个侧面。如图5所示，盖板101在驱动柜可拆卸，方便对驱动柜内部线路进行检查。
54.在一个实施例中，如图7所示，提供了一种机器人控制系统，包括：一个控制柜10和多个上述实施例所述的驱动柜20，所述控制柜10与多个所述驱动柜20通信连接。
55.其中，控制柜10内置主控板、安全继电器、滤波器、内部io接口和电源接口，控制柜10用于对各个驱动柜进行控制，例如，控制柜10可选择需要发送信号的驱动柜，并发出控制机器人30动作的控制指令，驱动柜根据控制柜的控制指令驱动机器人30动作。在图7中，每个驱动柜连接一个机器人，机器人可为三轴模组机器人、四轴模组机器人和九轴模组机器人。一个控制柜10连接多个驱动柜，图7中驱动柜20可作为信号传输媒介将控制柜10的信号透传至其他驱动柜，这样可大大缩短接线线路。具体的，在驱动柜20设置多个网口来实现将控制柜10的信号透传至其他驱动柜。
56.上述机器人控制系统，采用一个独立的驱动柜与一个机器人连接，多个驱动柜统一通过一个控制柜连接来进行控制，能够避免设置多个控制柜的浪费。
57.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。