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          关于工业机器人:这五大方面知识和技术必须了解

          2019-03-27 08:48:00来源:智造之源 阅读量:15027

          导读:目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业,弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。想搞工业机器人,这五大方面知识和技术你必须了解。
            【中国智能制造网 行业动态】目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业,弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。想搞工业机器人,这五大方面知识和技术你必须了解。
          关于工业机器人:这五大方面知识和技术必须了解
           
            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?#27492;?#30528;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、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?#22330;?#22312;机器人运动控制器方面,其?#33455;?#20027;要集中在美国和日本,并有成熟的产品,如美国DELTATAU公司、日本朋立株式会社?#21462;?#20854;运动控制器以DSP技术为核心,采用基于PC?#30446;?#25918;式结构。
           
            2、工业机器人控制系统体?#21040;?#26500;
           
            在控制器体?#21040;?#26500;方面,其?#33455;?#37325;点是功能划分和功能之间信息?#25442;?#30340;规范。在开放式控制器体?#21040;?#26500;?#33455;?#26041;面,有两种基本结构,一种是基于硬件层?#20301;?#20998;的结构,?#32654;?#22411;结构比较简单,在日本,体?#21040;?#26500;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?#21040;?#26500;?#33455;?#21644;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?#30446;?#21457;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?#21462;?#24456;多大学在机器人开发环境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量?#33455;?#24037;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?#19968;?#22659;下进行了许多相关实验。国内外现有的机器人系?#26216;?#21457;环境有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?#21462;?#20174;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?#20301;?#32534;程环境和微软RoboticsStudio提供?#30446;?#35270;化编程环?#22330;?br /> 
            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?#26234;度?#24335;实时操作系统(RTOS),是Tornado?#24230;?#24335;开发环境的关键组成部分。VxWorks具有可裁剪微内核结构;高效的任务管理;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?#21462;?br /> 
            (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?#21040;?#26500;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)、?#24230;?#24335;Linux,由于其?#21019;?#30721;公开,人们可以?#25105;?#20462;改,以满足自己的应用。其中大部分都遵从GPL,是开放?#21019;?#30721;和免费的。可以稍加修改后应用于用户自己的系?#22330;S信?#22823;?#30446;?#21457;人?#27604;?#20307;,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。?#24230;?#24335;Linux和普通Linux并无本?#26159;?#21035;,PC上用到的硬件?#24230;?#24335;Linux几乎都支持。而且各种硬件的驱动程序?#21019;?#30721;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。
           
            (4)、μC/OS-Ⅱ,μC/OS-Ⅱ是著名的?#21019;?#30721;公开的实时内核,是专为?#24230;朧接?#29992;设计的,可用于8位,16位和32位单片机或数?#20013;?#21495;处理器(DSP)。它的主要特点是公开?#21019;?#30721;、可移植性好、可固化、可裁剪性、占先式内核、可确定性?#21462;?br /> 
            (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?#24359;SP/BIOS主要由三部分组成:多线程实时内核;实时分析工具;芯片支持库。利用实时操作系?#26216;?#21457;程序,可以方便快速?#30446;?#21457;复杂的DSP程序。
           
            5、机器人伺服通信总线技术
           
            目前国际上还没有专用于机器人系统中的伺服通信总线,在?#23548;视?#29992;过程中,通常根据系统需求,把常用的一些总线,如以太网、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于机器人系统中。当前大部分通信控制总线可以归纳为两类,即基于RS-485和线驱动技术的串行总线技术和基于实时工业以太网的高速串行总线技术。
           
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