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现代工业机器人控制器技术

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 文章来源:乔跃编辑:乔跃时间:2018-03-01 11:55

 
        随着中国仪器设备的进一步升级,越来越多的企业考虑用机器人来替代工人以应对这种局面,这也使得工业机器人市场需求进一步加大,各地纷纷结合自有优势发展工业机器人产业。机器人系统的结构由机器人的机构部分、传感器组、控制部分及信息处理部分组成。其中控制系统是机器人产业的一个核心环节,如何设计好一个机器控制系统是行业发展的关键。 目前,机器人控制系统将向着基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化,伺服驱动技术的数字化和分散化。近几年,日本、美国和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器,如小型喷雾干燥机厂家基于PC开发的具有开放式结构、网络功能的机器人控制器。我国863计划智能机器人主题也已对这方面的研究立项。
        机器人控制器研发现状,ABB机器人控制器IRC5由一个控制模块和一个驱动模块组成,可选增一个过程模块以容纳定制设备和接口,如点焊、弧焊和胶合等。配备这三种模块的灵活型控制器完全有能力控制一台6轴机器人外加伺服驱动工件定位器及类似设备。控制模块采用开放式系统架构,配备基于商用Intel主板和处理器的工业PC机以及PCI总线。由于采用标准组件,用户不必担心设备淘汰问题,随着
喷雾干燥机装置技术的进步能随时进行设备升级。
        库卡开发了一个全新的、结构清晰且注重使用开放高效数据标准的系统架构。这个系统架构中集成的所有安全控制(SafetyControl)、机器人控制(RobotControl)、运动控制(MotionControl)、逻辑控制(LogicControl)及工艺过程控制(ProcessControl)均拥有相同的数据基础和基础设施并可以对其进行智能化使用和分享。KUKA机器人控制软件运行于WindowsXP+VxWorks平台,既可以提供良好的人机交互界面,又能提供精确的实时控制。
       Keba与ABB和库卡不同,她不是机器人生产商,他的产品是工业级伺服控制系统,能够实现多自由度机器人的控制,该控制系统中通过VxWorks平台或者Windows+RTX实时扩展平台保证软件运行环境的实时性,通过运动规划和运动控制单元可以实现对总线式伺服驱动器的控制,从而达到对机器人的精确控制。通过上述分析,可以得到如下表所示的各国机器人标杆厂商其机器人控制系统在实时性,运动控制功能以及可扩展性等方面的比较。
       VxWorks中运行了两套软件,分别是RobotControl和SoftPLC,它们组合在一起构成了控制系统软件的核心。其中RobotControl是负责机器人的运动控制,包括机器人的轨迹规划和插补操作,而SoftPLC则负责外围信号采样、逻辑控制等功能。
      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最终用户,他们不仅使用机器人,而且希望能够通过编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。随着喷雾机喷雾技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器的一个发展方向。


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