【所属领域】

智能制造

【成果介绍】

传统的工业机器人控制和驱动分离，即采用一个独立运动控制器控制多个独立伺服驱动器的形式，存在集成度低、体积大、成本高等问题。本成果开发的六轴驱控一体工业机器人控制系统由工业机器人控制软件和伺服驱动系统组成，主要特点有：

（1）基于多核的SoC芯片，通过片内总线实现控制系统和驱动系统的高速互联通信，保证信息传输的高效性和稳定性。机器人控制算法和六轴驱动系统共用一个芯片中不同的内核完成，实现高度集成。

（2）针对传统机器人六轴无法高精度同步问题，本成果六轴驱控一体系统内部集成了基于相邻交叉耦合的六轴同步控制算法。在驱动模块内部会对每轴反馈信号进行同步控制策略处理，并引入一种基于电流动态调整的补偿系数，解决传统相邻交叉耦合结构补偿响应慢、同步精度不高的缺点，同步误差补偿周期短，具有更快的同步控制响应和更高的灵活性。

【成果展示】

【技术优势】

1．更高的控制性能，更低的成本

具有传统总线型控制系统优点的同时，还能够充分共享数据。控制部分能利用驱动部分的信息进行控制，为在智能控制算法提供了一个便利平台。同时基于驱动和控制系统的硬件高度集成，空间占用小，成本低。

2、更短的电流环周期，更高的计算精度

由高性能SoC片内FPGA实现硬件电流环计算，电流环周期低至5us，是通用伺服驱动器的1/20。

3．更高的同步性能，更好的可靠性

高同步性能。6轴最大转速同步误差可减小60%以上，位置最大同步误差可减小70%以上。控制和驱动模块通过片内总线相连，具有更高的通信带宽和更好的可靠性。用户接线节省50%，传输可靠性更高，维护成本更低，抗扰能力更强。

【应用场景】

工业机器人、数控加工中心、自动化产线等。

【市场前景】

国内工业机器人市场持续高速增长，销量从2015年的32996套增加到2020年的237068套，年复合增长率接近50%，所以该产品市场前景广阔。

【知识产权】

该成果已申请多项中国发明专利，以下是部分展示：

【合作方式】

技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、咨询服务、面谈等

【专家介绍】

宋宝,1974年1月，湖北黄冈人。华中科技大学，机械科学与工程学院，教授，博导，国家数控系统工程技术中心主任助理、新型电机国家地方联合实验室副主任、全国机床数控系统标准化技术委员会、全国量具量仪标准化技术委员会及全国工业机械电气系统标准化技术委员会委员，“中国工业节能与清洁生产协会”专家，多个国内外期刊的审稿专家。负责工业机器人控制、数控技术、运动控制、现场总线等技术和产品开发。先后主持或参与自然科学基金项目6项、“高档数控机床与机床制造装备”国家科技重大专项、国家863课题、国家科技攻关课题、省部级攻关课题30多项。获省部级一等奖4项、二等奖2项。在国内外学术期刊上发表论文50余篇，其中发表SCI论文30余篇，获国家发明专利40多项，获软件著作权20多项。主持和参与国家标准制定5项；行业标准2项。

【联系方式】

成果编号：CG21058