想搞工業機器人 這五大方面你必須了解

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1、工業機器人控制系統硬體結構   　　控制器是 機器人系統的核心，國外有關公司對我國實行嚴密封鎖。近年來随着微電子技術的發展，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了1-2美金的32位微處理器。高成本效益的微處理器為機器人控制器帶來了新的發展機遇，使開發低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了保證系統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系列等晶片組成。此外，由于已有的通用晶片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統在價格、性能、內建度和接口等方面的要求，這就産生了機器人系統對SoC（SystemonChip）技術的需求，将特定的處理器與所需要的接口內建在一起，可簡化系統外圍電路的設計，縮小系統尺寸，并降低成本。例如，Actel公司将NEOS或ARM7的處理器核心內建在其FPGA産品上，形成了一個完整的SoC系統。在機器人運動控制器方面，其研究主要集中在美國和日本，并有成熟的産品，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、工業機器人控制系統體系結構   　　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資訊交換的規範。在開放式控制器體系結構研究方面，有兩種基本結構，一種是基于硬體層次劃分的結構，該類型結構比較簡單，在日本，體系結構以硬體為基礎來劃分，如三菱重工株式會社将其生産的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，它将軟硬體一同考慮，其是機器人控制器體系結構研究和發展的方向。   　 　3、控制軟體開發環境   　　在機器人軟體開發環境方面，一般工業 機器人公司都有自己獨立的開發環境和獨立的機器人程式設計語言，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環境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作，提供了很多開放源碼，可在部分機器人硬體結構下進行內建和控制操作，目前已在實驗室環境下進行了許多相關實驗。國内外現有的機器人系統開發環境有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。從機器人産業發展來看，對機器人軟體開發環境有兩方面的需求。一方面是來自機器人最終使用者，他們不僅使用機器人，而且希望能夠通過程式設計的方式賦予機器人更多的功能，這種程式設計往往是采用可視化程式設計語言實作的，如樂高MindStormsNXT的圖形化程式設計環境和微軟RoboticsStudio提供的可視化程式設計環境。   　 　4、機器人專用作業系統   　　（1）VxWorks，VxWorks作業系統是美國WindRiver公司于1983年設計開發的一種嵌入式實時作業系統（RTOS），是Tornado嵌入式開發環境的關鍵組成部分。VxWorks具有可裁剪微核心結構；高效的任務管理；靈活的任務間通信；微秒級的中斷處理；支援POSIX1003．1b實時擴充标準；支援多種實體媒體及标準的、完整的TCP/IP網絡協定等。   　　（2）WindowsCE，WindowsCE與Windows系列有較好的相容性，無疑是WindowsCE推廣的一大優勢。WindowsCE為建立針對掌上裝置、無線裝置的動态 應用程式和服務提供了一種功能豐富的作業系統平台，它能在多種處理器體系結構上運作，并且通常适用于那些對記憶體占用空間具有一定限制的裝置。   　　（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。可以稍加修改後應用于使用者自己的系統。有龐大的開發人員群體，無需專門的人才，隻要懂Unix/Linux和C語言即可。支援的硬體數量龐大。嵌入式Linux和普通Linux并無本質差別，PC上用到的硬體嵌入式Linux幾乎都支援。而且各種硬體的驅動程式源代碼都可以得到，為使用者編寫自己專有硬體的驅動程式帶來很大友善。   　　（4）μC/OS-Ⅱ，μC/OS-Ⅱ是著名的源代碼公開的實時核心，是專為嵌入式應用設計的，可用于8位，16位和32位單片機或數字信号處理器（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、占先式核心、可确定性等。   　　（5）DSP/BIOS，DSP/BIOS是TI公司特别為其TMS320C6000TM，TMS320C5000TM和TMS320C28xTM系列DSP平台所設計開發的一個尺寸可裁剪的實時多任務作業系統核心，是TI公司的CodeComposerStudioTM開發工具的組成部分之一。DSP/BIOS主要由三部分組成：多線程實時核心；實時分析工具；晶片支援庫。利用實時作業系統開發程式，可以友善快速的開發複雜的DSP程式。   　　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中的伺服通信總線，在實際應用過程中，通常根據系統需求，把常用的一些總線，如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于機器人系統中。目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以太網的高速串行總線技術。