五大方面剖析工业机器人控制系统_机械/仪表_工程科技_专业资料。书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 五大方面剖析工业机器人控制系统 【中国技术前沿】 控制器是机器人系统的核心，国外有关公司对我 国实行严密封锁。近年来随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越 高，而价

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 五大方面剖析工业机器人控制系统 【中国技术前沿】 控制器是机器人系统的核心，国外有关公司对我 国实行严密封锁。近年来随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越 高，而价格则越来越便宜，目前市场上已经出现了 1-2 美金的 32 位微处 理器。 五大方面剖析工业机器人控制系统 1、工业机器人控制系统硬件结 构 控制器是机器人系统的核心，国外有关公司对我国实行严密封锁。 近年来随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越高，而价格则越来 越便宜，目前市场上已经出现了 1-2 美金的 32 位微处理器。高性价比的 微处理器为机器人控制器带来了新的发展机遇，使开发低成本、高性能的 机器人控制器成为可能。为了保证系统具有足够的计算与存储能力，目前 机器人控制器多采用计算能力较强的 ARM 系列、DSP 系列、POWERPC 系列、 Intel 系列等芯片组成。 此外，由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全满足某些机器 人系统在价格、5大工业控制系统性能、集成度和接口等方面的要求，这就产生了机器人系 统对 SoC（SystemonChip）技术的需求，将特定的处理器与所需要的接口 集成在一起，可简化系统外围电路的设计，缩小系统尺寸，并降低成本。 例如，Actel 公司将 NEOS 或 ARM7 的处理器内核集成在其 FPGA 产品上，形 成了一个完整的 SoC 系统。在机器人运动控制器方面，其研究主要集中在 美国和日本，并有成熟的产品，如美国 DELTATAU 公司、日本朋立株式会 专注下一代成长，为了孩子 书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 社等。其运动控制器以 DSP 技术为核心，采用基于 PC 的开放式结构。 2、工业机器人控制系统体系结构 在控制器体系结构方面，其研究重点是功能划分和功能之间信息交 换的规范。在开放式控制器体系结构研究方面，有两种基本结构，一种是 基于硬件层次划分的结构，该类型结构比较简单，在日本，体系结构以硬 件为基础来划分，如三菱重工株式会社将其生产的 PA210 可携带式通用智 能臂式机器人的结构划分为五层结构；另一种是基于功能划分的结构，它 将软硬件一同考虑，其是机器人控制器体系结构研究和发展的方向。 3、控制软件开发环境 在机器人软件开发环境方面，一般工业机器人公司都有自己独立的 开发环境和独立的机器人编程语言，如日本 Motoman 公司、德国 KUKA 公 司、美国的 Adept 公司、瑞典的 ABB 公司等。很多大学在机器人开发环境 (RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作，提供了很多开 放源码，可在部分机器人硬件结构下进行集成和控制操作，目前已在实验 室环境下进行了许多相关实验。国内外现有的机器人系统开发环境有 TeamBots，v.2.0e、ARIA，V.2.4.1、Player/Stage，v.1.6.5.1.6.2、Py ro.v.4.6.0、CARMEN.v.1.1.1、MissionLab.v.6.0、ADE.V.1.0beta、Mir o.v.CVSMarch17.2006、MARIE.V.0.4.0、FlowDesigner.v.0.9.0、RobotFlow.v.0.2 .6 等等。从机器人产业发展来看，对机器人软件开发环境有两方面的需求。 一方面是来自机器人终用户，他们不仅使用机器人，而且希望能够通过编 专注下一代成长，为了孩子 书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 程的方式赋予机器人更多的功能，这种编程往往是采用可视化编程语言实 现的，如乐高 MindStormsNXT 的图形化编程环境和微软 RoboticsStudio 提供的可视化编程环境。 4、机器人专用操作系统 （1）VxWorks，VxWorks 操作系统是美国 WindRiver 公司于 1983 年 设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是 Tornado 嵌入式开发环 境的关键组成部分。VxWorks 具有可裁剪微内核结构；的任务管理；灵活 的任务间通信；微秒级的中断处理；支持 POSIX1003．1b 实时扩展标准； 支持多种物理介质及标准的、完整的 TCP/IP 网络协议等。 （2）WindowsCE，WindowsCE 与 Windows 系列有较好的兼容性，无 疑是 WindowsCE 推广的一大优势。WindowsCE 为建立针对掌上设备、无线 设备的动态应用程序和服务提供了一种功能丰富的操作系统平台，它能在 多种处理器体系结构上运行，并且通常适用于那些对内存占用空间具有一 定限制的设备。 （3）嵌入式 Linux，由于其源代码公开，人们可以任意修改，以满 足自己的应用。其中大部分都遵从 GPL，是开放源代码和免费的。可以稍 加修改后应用于用户自己的系统。有庞大的开发人员群体，无需专门的人 才，只要懂 Unix/Linux 和 C 语言即可。支持的硬件数量庞大。嵌入式 Linux 和普通 Linux 并无本质区别，PC 上用到的硬件嵌入式 Linux 几乎都 支持。而且各种硬件的驱动程序源代码都可以得到，为用户编写自己专有 硬件的驱动程序带来很大方便。 专注下一代成长，为了孩子 书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 （4）C/OS-Ⅱ，C/OS-Ⅱ是的源代码公开的实时内核，是 专为嵌入式应用设计的，可用于 8 位，16 位和 32 位单片机或数字信号处 理器（DSP）。它的主要特点是公开源代码、可移植性好、可固化、可裁剪 性、占先式内核、可确定性等。 （5）DSP/BIOS，DSP/BIOS 是 TI 公司特别为其 TMS320C6000TM，TMS320C5000TM 和 TMS320C28xTM 系列 DSP 平台所设计 开 发的一个尺寸可裁剪的实时多任务操作系统内核，是 TI 公司的 CodeComposerStudioTM 开发工具的组成部分之一。DSP/BIOS 主要由三部 分组成：多线程实时内核；