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工业机器人的五大知识和技术简单介绍

2022-01-07

  控制器和机器人系统的核心,国外有关公司对我国实行严密封锁。近年来随着微电子技术的发展,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发那科机器人附加设备,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,缩小发那科机器人伺服产品系统尺寸,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系统。在机器人运动控制器方面,其研究主要集中在美国和日本,并有成熟的产品,如美国DELTATAU公司、日本朋立株式会社等。其运动控制器以DSP技术为核心,采用基于PC的开放式结构。

 

 

  工业机器人控制系统体系结构

 

 

  在控制器体系结构方面,其研究重点是功能划分和功能之间信息交换的规范。在开放式控制器体系结构研究方面,有两种基本结构,一种是基于硬件层次划分的结构,该类型结构比较简单,在日本,体系结构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系结构研究和发展的方向。

 

 

  机器人专用操作系统

 

 

  (1)、VxWorks,VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是Tornado嵌入式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POSIX1001b实时扩展标准;支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。

 

 

  (2)、WindowsCE,WindowsCE与Windows系列有较好的兼容性,无疑发那科机器人附加设备是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系结构上运行,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)、嵌入式Linux,由于其源代码公开,人们可以任意修改,以满足自己的应用。其中大部分都遵从GPL,是开放源代码和免费的。可以稍加修改后应用于用户自己的系统。有庞大的开发人员群体,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。嵌入式Linux和普通Linux并无本质区别,PC上用到的硬件嵌入式Linux几乎都支持。而且各种硬件的驱动程序源代码都可以得到,为用户编写自己专有硬件的驱动程序带来很大方便。

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