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五大方面剖析工业机器人控制系统

发表于1周前 | 作者: blog | 分类: 工控机 | 破蛋日:2020年02月15日 |

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;

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