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關于工業(yè)機器人:這五大方面知識和技術必須了解

日期:2019-03-26 人氣: 來源:www.gcceramics.com 作者:ABB機器人維修

簡介:目前,中國工業(yè)機器人的使用主要集中在汽車工業(yè)和電子電氣工業(yè),弧焊機器人、點焊機器人、搬運機器人等在生產中被大量采用。想搞工業(yè)機器人,這五大方面知識和技術你必須了解。 1、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件結構 控制器是機器人系統(tǒng)的核心,國外有關公司對我國……
  
   目前,中國工業(yè)機器人的使用主要集中在汽車工業(yè)和電子電氣工業(yè),弧焊機器人、點焊機器人、搬運機器人等在生產中被大量采用。想搞工業(yè)機器人,這五大方面知識和技術你必須了解。
  1、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件結構
  控制器是機器人系統(tǒng)的核心,國外有關公司對我國實行嚴密封鎖。近年來隨著微電子技術的發(fā)展,微處理器的性能越來越高,而價格則越來越便宜,目前市場上已經出現(xiàn)了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發(fā)展機遇,使開發(fā)低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了保證系統(tǒng)具有足夠的計算與存儲能力,目前機器人控制器多采用計算能力較強的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。此外,由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統(tǒng)在價格、性能、集成度和接口等方面的要求,這就產生了機器人系統(tǒng)對SoC(SystemonChip)技術的需求,將特定的處理器與所需要的接口集成在一起,可簡化系統(tǒng)外圍電路的設計,縮小系統(tǒng)尺寸,并降低成本。例如,Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內核集成在其FPGA產品上,形成了一個完整的SoC系統(tǒng)。在機器人運動控制器方面,其研究主要集中在美國和日本,并有成熟的產品,如美國DELTATAU公司、日本朋立株式會社等。其運動控制器以DSP技術為核心,采用基于PC的開放式結構。
  2、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)體系結構
  在控制器體系結構方面,其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規(guī)范。在開放式控制器體系結構研究方面,有兩種基本結構,一種是基于硬件層次劃分的結構,該類型結構比較簡單,在日本,體系結構以硬件為基礎來劃分,如三菱重工株式會社將其生產的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構;另一種是基于功能劃分的結構,它將軟硬件一同考慮,其是機器人控制器體系結構研究和發(fā)展的方向。
  3、控制軟件開發(fā)環(huán)境
  在機器人軟件開發(fā)環(huán)境方面,一般工業(yè)機器人公司都有自己獨立的開發(fā)環(huán)境和獨立的機器人編程語言,如日本Motoman公司、德國KUKA公司、美國的Adept公司、瑞典的ABB公司等。很多大學在機器人開發(fā)環(huán)境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作,提供了很多開放源碼,可在部分機器人硬件結構下進行集成和控制操作,目前已在實驗室環(huán)境下進行了許多相關實驗。國內外現(xiàn)有的機器人系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境有TeamBots,v.2.0e、ARIA,V.2.4.1、Player/Stage,v.1.6.5.1.6.2、Pyro.v.4.6.0、CARMEN.v.1.1.1、MissionLab.v.6.0、ADE.V.1.0beta、Miro.v.CVS-March17.2006、MARIE.V.0.4.0、FlowDesigner.v.0.9.0、RobotFlow.v.0.2.6等等。從機器人產業(yè)發(fā)展來看,對機器人軟件開發(fā)環(huán)境有兩方面的需求。一方面是來自機器人最終用戶,他們不僅使用機器人,而且希望能夠通過編程的方式賦予機器人更多的功能,這種編程往往是采用可視化編程語言實現(xiàn)的,如樂高MindStormsNXT的圖形化編程環(huán)境和微軟RoboticsStudio提供的可視化編程環(huán)境。
  4、機器人專用操作系統(tǒng)
 。1)、VxWorks,VxWorks操作系統(tǒng)是美國WindRiver公司于1983年設計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS),是Tornado嵌入式開發(fā)環(huán)境的關鍵組成部分。VxWorks具有可裁剪微內核結構;高效的任務管理;靈活的任務間通信;微秒級的中斷處理;支持POSIX1003.1b實時擴展標準;支持多種物理介質及標準的、完整的TCP/IP網絡協(xié)議等。
 。2)、WindowsCE,WindowsCE與Windows系列有較好的兼容性,無疑是WindowsCE推廣的一大優(yōu)勢。WindowsCE為建立針對掌上設備、無線設備的動態(tài)應用程序和服務提供了一種功能豐富的操作系統(tǒng)平臺,它能在多種處理器體系結構上運行,并且通常適用于那些對內存占用空間具有一定限制的設備。
 。3)、嵌入式Linux,由于其源代碼公開,人們可以任意修改,以滿足自己的應用。其中大部分都遵從GPL,是開放源代碼和免費的?梢陨约有薷暮髴糜谟脩糇约旱南到y(tǒng)。有龐大的開發(fā)人員群體,無需專門的人才,只要懂Unix/Linux和C語言即可。支持的硬件數(shù)量龐大。嵌入式Linux和普通Linux并無本質區(qū)別,PC上用到的硬件嵌入式Linux幾乎都支持。而且各種硬件的驅動程序源代碼都可以得到,為用戶編寫自己專有硬件的驅動程序帶來很大方便。
 。4)、μC/OS-Ⅱ,μC/OS-Ⅱ是著名的源代碼公開的實時內核,是專為嵌入式應用設計的,可用于8位,16位和32位單片機或數(shù)字信號處理器(DSP)。它的主要特點是公開源代碼、可移植性好、可固化、可裁剪性、占先式內核、可確定性等。
  (5)、DSP/BIOS,DSP/BIOS是TI公司特別為其TMS320C6000TM,TMS320C5000TM和TMS320C28xTM系列DSP平臺所設計開發(fā)的一個尺寸可裁剪的實時多任務操作系統(tǒng)內核,是TI公司的CodeComposerStudioTM開發(fā)工具的組成部分之一。DSP/BIOS主要由三部分組成:多線程實時內核;實時分析工具;芯片支持庫。利用實時操作系統(tǒng)開發(fā)程序,可以方便快速的開發(fā)復雜的DSP程序。
  5、機器人伺服通信總線技術
  目前國際上還沒有專用于機器人系統(tǒng)中的伺服通信總線,在實際應用過程中,通常根據(jù)系統(tǒng)需求,把常用的一些總線,如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于機器人系統(tǒng)中。當前大部分通信控制總線可以歸納為兩類,即基于RS-485和線驅動技術的串行總線技術和基于實時工業(yè)以太網的高速串行總線技術。

文章來源,工業(yè)機器人維修官網:www.gcceramics.com

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