2工业机器人开放式控制系统的实现方式
2.1硬件实现方式
GHW12Z-13DF2N0-001从硬件结构的角度来看,开放式控制系统主要包括两个部分,第一个部分是基于PC总线系统,第二个部分是基于VME总线系统。在很多方面pc具有突出的优势,例如开放性较强,具有非常理想的软件开发环境,具有较为良好的通讯功能,成本不高。
GHW12Z-13DF2N0-001所以对于机器人开放式控制系统而言,当前很多机器人厂商将主要研究和开发对象,其中与基于PC总线系统。因此,基于这一硬件结构的机器人开放式控制系统,主要包括应主要包括四种硬件实现方式。第一种硬件实现方式为PC+运动控制卡。第二种硬件实现方式为基于IPC+运动控制卡。第三种硬件实现方式为基于PLC的控制系统。最后一种硬件实现方法为基于通用PC+工业实时以太网。第一种硬件实现方式对于PC实时性要求不高,具备开放性这是其主要优势。
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GHW12Z-13DF2N0-001然而这种硬件实现方式也具有一定的缺陷,例如,对于运动控制卡的要求比较高,同时DSP也需要搭配。对于这种PC+运动控制卡的控制系统的研究比较早。对于机器人运动控制,我国研究学者也进行了大量的研究,他们所设计出来的机器人运动控制器对其运动控制的可靠性进行了大幅度提升。机器人动态运动通过国外研究者的不断研究开发得以实现。国外研究学者开发的自由度机器人控制系统平台同时可以实现与环境的快速交互功能。第二种硬件实现方式影响简单,整体结构也比较紧凑,这是其显著优势。除此之外,开放性和兼容性也更加理想。这种模式与上一种模式的区别在于,机器人在PC机上进行运动学求解轨迹规划以及插补算法。这种模式对于控制卡的数据处理压力能够起到非常显著的缓解作用。
GHW12Z-13DF2N0-001与此同时,机器人工控机与运动控制卡在该模式下分工明确,对于基于IPC+运动控制卡的控制系统,我国很多学者也进行了不同程度的研究,如六轴工业机器点位、轨迹控制的实现等等。第三种硬件实现方式在硬件的连接方面特别简单,联网功能也非常强大。所以基于PLC的控制系统可以对多机器人通过互联网实现监控。对机器人,我国学者在ABPLC的基础上,实现了运动控制。最后一种硬件实现方式的主要优势在于控制效率高、可拓展性强。主要是因为网络化发展是工业机器人开放式控制系统将来的主要发展趋势和发展方向。在该领域的研究方面,我国已经实现了机器人控制器的分布式网络以及计算机的分布式网络。与此同时,也实现了对于机器人分布式控制网络的监控。
2.2软件实现方法
GHW12Z-13DF2N0-001现阶段,在软件功能的实现方面,大部分研究机构的基础主要以硬件开放式架构为主,并在此基础上,通过开放式纯软件控制技术艺来实现相应的软件功能。通常情况下,在工控机Windows或者LINUX环境下,开放式软件控制进行运算,全部的运动控制运算以及逻辑运算,通过软件本身的内核来完成。数据的传输以及信号的传输由硬件负责。一部分学者开发出了通用软件包,适用于机器人控制,该通用软件包程序是开源的,通过互联网能够对程序进行下载。此外,一部分学者此外针对纯开放式软件控制技术,也有一部分学者进行了研究探讨。在纯开放式软件控制技术的基础上,我国研究学者开发了纯软件开放式控制系统,并基于该控制系统,实现了六种工业机器人的控制。