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机器人系统的关键技术

2019-11-16 15:59:12

工业机器人(Industrial Robot,简称IR)不仅能够实现自动控制、可重复编程,还能够多功能、多自山度地进行操作,是一种正在蓬勃发展的并且具有广阔应用前景的技术手段。机器人系统是由机械系统(包括主构架即手臂、手腕等部件)、控制驱动系统(包括控制器以及驱动器)、感知系统(由单个传感器或传感器系统构成传感器)以及人机交互系统这些部件构成,它们相互配合,共同实现机器人智能化并且精确的控制形式,实现机器人系统的关键技术有哪些呢?主要包括以下几个方面。

机器人层次化控制器软件系统

控制器软件编程系统建立在基于开源实时多任务的Linux操作系统上,采用分层和模块化设计的方案,实现了软件系统开发的开放性。完整的控制器软件系统分为三个层次等级:硬件驱动层、核心层以及用户应用层。三个不同层次分别对应不同的功能需求,对应不同层次的开发手段,并且层次内部的各个功能模块相对独立,这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。

机器人系统的关键技术

机器人开放性模块化控制系统

控制系统使用的是分布式CPU计算机网络结构,分为机器人控制器(RC)、运动控制器(MC)、光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等各个功能相对独立且可移植的部件。机器人控制器(RC)主要实现机器人的运动轨迹规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器信号处理这些功能,编程示教仅仅完成信息的显示功能和按键的输入功能。机器人控制器(RC)和编程示教盒两个部分通过串口(CAN总线)进行相互通讯。

机器人故障诊断以及安全维护技术

收集机器人相关参数信息,实时监测环境感知、自主定位以及运动控制形式是否正常,对机器人是否存在故障进行诊断,定期对机器人进行部件维护,保证机器人能够安全持久地工作。

机器人网络化一体化控制系统

      目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展,机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯,便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。