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控制器是機器人系統(tǒng)的核心,國外有關公司對我國實行嚴密封鎖。近年來隨著微電子技術的發(fā)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。高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發(fā)展機遇,使開發(fā)低成本、的機器人控制器成為可能。為了系統(tǒng)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系列等芯片組成。
此外,由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統(tǒng)在價格、性能、集成度和接口等方面的要求,這就產生了機器人系統(tǒng)對SoC(Systemon Chip)技術的需求,將特定的處理器與所需要的接口集成在一起,可簡化系統(tǒng)外圍電路的設計,縮小系統(tǒng)尺寸,并降低成本。
1.開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結構:采用分布式CPU計算機結構,分為機器人控制器(RC),運動控制器(MC),光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規(guī)劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數字I/O、傳感器處理等功能,而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。
2.模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng):軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實時多任務操作系統(tǒng)Linux上,采用分層和模塊化結構設計,以實現軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個層次:硬件驅動層、核心層和應用層。三個層次分別面對不同的功能需求,對應不同層次的開發(fā),系統(tǒng)中各個層次內部由若干個功能相對對立的模塊組成,這些功能模塊相互協作共同實現該層次所提供的功能。
3.機器人的故障診斷與安全維護技術:通過各種信息,對機器人故障進行診斷,并進行相應維護,是機器人安全性的關鍵技術。
4.網絡化機器人控制器技術:目前機器人的應用工程由單臺機器人工作站向機器人生產線發(fā)展,機器人控制器的聯網技術變得越來越重要??刂破魃暇哂写凇F場總線及以太網的聯網功能。可用于機器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊,便于對機器人生產線進行監(jiān)控、診斷和管理。
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