王勇軍
摘 要 隨著我國科技的不斷發(fā)展,社會(huì)越來越多的行業(yè)開始運(yùn)用機(jī)器人來提高工作效率,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造,尤其是我國的工業(yè)對(duì)于制造效率的要求越來越高,工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行當(dāng)中最為重要的就是控制系統(tǒng),我國對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究制造水平也是建立在控制系統(tǒng)之上的,基于此,本文將淺談工業(yè)機(jī)器人的開放式控制系統(tǒng),淺談如何實(shí)現(xiàn)開放式控制系統(tǒng)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 工業(yè)機(jī)器人;開放性;控制系統(tǒng)
我國的工業(yè)制造逐漸走向現(xiàn)代化,因此也就加快了對(duì)機(jī)器人的研究制造速度,要求工業(yè)機(jī)器人能夠適應(yīng)更多的場景,具有更強(qiáng)的柔性以及更好的編程環(huán)境。機(jī)器人技術(shù)能夠體現(xiàn)出我國機(jī)電一體化的程度,機(jī)器人制造也是最具有前瞻性和戰(zhàn)略性的高科技領(lǐng)域,在未來將成為最具有發(fā)展性的領(lǐng)域之一。
1硬件體系
1.1 結(jié)構(gòu)方案
在現(xiàn)階段,我國的技術(shù)人員經(jīng)過長期的發(fā)展和研究,工業(yè)機(jī)器人的開放式控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了基本的形成,在控制系統(tǒng)的研發(fā)過程中分為硬件體系和軟件體系,這兩種體系在控制系統(tǒng)中都有不同的職責(zé)和職能。
1.2 硬件結(jié)構(gòu)
開放式控制系統(tǒng)中使用的硬件結(jié)構(gòu)為PMAC,這是一種多任務(wù)計(jì)算器,即在進(jìn)行多項(xiàng)任務(wù)時(shí),能夠借助同一臺(tái)計(jì)算器得到完成。同時(shí),多任務(wù)計(jì)算器還能夠?qū)θ蝿?wù)的解決順序進(jìn)行科學(xué)的排序,能夠在眾多任務(wù)中按照任務(wù)的輕重緩急進(jìn)行排序,這樣就能夠使重要的任務(wù)更快地完成。PMAC具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,在工作時(shí)能夠控制電機(jī),同時(shí)也能夠在多個(gè)硬件平臺(tái)上適應(yīng)。除此之外,PMAC計(jì)算機(jī)在檢測元件時(shí),能夠更加快速的反饋出元件的信息。
工業(yè)PC機(jī)在與示教盒進(jìn)行通訊時(shí),使用的一般都為USB。通過示教盒,用戶就能夠完成操作機(jī)器人系統(tǒng)的工作。機(jī)器人之間的通訊一般都經(jīng)過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行。
PC機(jī)與PMAC之間的通訊分為兩種方式,分別為DPRAM和PCI。DPRAM的通訊方式的優(yōu)點(diǎn)是在進(jìn)行數(shù)據(jù)存取工作時(shí)可以不用經(jīng)過通訊口發(fā)送命令。這樣就能有效提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率,并且能夠減少等待時(shí)間。命令發(fā)送以后,數(shù)據(jù)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的存儲(chǔ)。主機(jī)運(yùn)用DPRAM的方式不僅能夠提高下載速度,并且數(shù)據(jù)的重復(fù)性也不會(huì)受到限制。
PMAC運(yùn)動(dòng)程序同樣也可以完成,控制伺服軸的工作,PC機(jī)與DPRAM之間存在一定的差異性,擔(dān)任的工作職能也有區(qū)別。PC機(jī)一般要對(duì)上層進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,通過轉(zhuǎn)換器就能把上層運(yùn)動(dòng)規(guī)劃轉(zhuǎn)化為操作指令,實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的控制,使工業(yè)機(jī)器人能夠與PMAC計(jì)算機(jī)連接,PAMC就可以接收到運(yùn)動(dòng)程序,因此伺服運(yùn)動(dòng)就能夠通過PMAC來實(shí)現(xiàn)[1]。
2軟件體系
2.1 體系結(jié)構(gòu)
隨著我國工業(yè)化的水平越來越高,有越來越多的人開始參與到工業(yè)機(jī)器人開放式控制系統(tǒng)的研究當(dāng)中。針對(duì)軟件控制體系,有許多研究人員都提出了自己獨(dú)特的見解和觀點(diǎn)。在國外,有許多研究人員在構(gòu)建軟件體系結(jié)構(gòu)時(shí)采用的是功能性分層式的這種體系結(jié)構(gòu)能夠?qū)I(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行分層,但是一般要保留中心決策層。在工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)當(dāng)中,功能型分布式的體系結(jié)構(gòu)主要需要完成以下工作任務(wù):首先,能夠統(tǒng)一調(diào)配不同功能的控制模塊,隨后再傳送數(shù)據(jù)資源到系統(tǒng)當(dāng)中,使系統(tǒng)能夠接收到關(guān)鍵的數(shù)據(jù)資源。其次,有效的控制服務(wù)系統(tǒng),等機(jī)器人成功的接收到服務(wù)請(qǐng)求后,就會(huì)把服務(wù)供給模塊和發(fā)送方之間相互連接起來。最后,能夠及時(shí)調(diào)整應(yīng)用模塊錢根據(jù)用戶的需求以及實(shí)際的使用情況,不斷的調(diào)試應(yīng)用模塊的位置,使其能夠更好地適應(yīng)用戶的需求。
ORC是一種能夠面向多種用戶的軟件體系結(jié)構(gòu),能夠?qū)τ脩舻牟煌瑢哟蔚男枨筮M(jìn)行考察,把工業(yè)機(jī)器人的編程、控制框架進(jìn)行集成。復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以在ORC的作用下得到劃分,使劃分得到的每個(gè)部分都變成可處理的,于是就可以形成多種層次模型。開放性控制系統(tǒng)經(jīng)過ORC的劃分后,就形成了用戶、應(yīng)用和系統(tǒng)這三個(gè)層次,為了能夠更好地呈現(xiàn)出系統(tǒng)的應(yīng)用功能,在每個(gè)模塊之間采用的編譯方式也存在差異性。在科學(xué)洗技術(shù)不斷提高的背景下,工業(yè)機(jī)器人逐漸開始走向新的高度,科技人員也不斷更新軟件的體系結(jié)構(gòu)框架。
2.2 模塊說明
我國的工業(yè)機(jī)器人軟件控制系統(tǒng)已經(jīng)成熟,在應(yīng)用時(shí),科研人員需要構(gòu)建出一套完整的模型,操作者把指令發(fā)送到終端用戶層,信息可以通過終端用戶層傳遞到系統(tǒng)層,最后再到伺服層,伺服層可以把信息再傳送至工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)指令的傳遞。在這個(gè)工作流程中,系統(tǒng)層依然通過USB與示教盒之間進(jìn)行連接,數(shù)據(jù)的傳遞可以通過終端控制層進(jìn)行,指令在系統(tǒng)層被轉(zhuǎn)化成機(jī)器人的任務(wù)語言,伺服層則是負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。
為了能夠簡化工作流程,用戶就可以在實(shí)際操作中使用不同的計(jì)算機(jī)。工業(yè)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自身功能,就需要系統(tǒng)層、終端用戶層和伺服層這三種計(jì)算機(jī)之間的良好配合。這三種計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)分別為WINDOWSXP、WINDOWSCE和PMAC的操作系統(tǒng)。工作人員要以實(shí)際需求為基礎(chǔ),根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的功能,在硬件、軟件環(huán)境的不同層次中進(jìn)行優(yōu)化?一般還要把層次交互的部分提取出來,使其成為一個(gè)遠(yuǎn)程程序集。
從操作者的角度來看,軟件系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)可以被劃分成四個(gè)部分,這四個(gè)模塊分別為控制軟件系統(tǒng)的狀態(tài)、控制和工藝參數(shù)的系統(tǒng)管理模塊、完成示教檢查、示教編程以及工作再現(xiàn)的系統(tǒng)加工模塊、監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài),診斷故障,判斷設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行判斷的系統(tǒng)監(jiān)控模塊、完成文件管理、系統(tǒng)調(diào)試等工作的輔助功能模塊。這四種模塊的應(yīng)用就可以有效地提高工作的準(zhǔn)確性,使系統(tǒng)加工的有效性可以得到進(jìn)一步的提高,在運(yùn)行當(dāng)中對(duì)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,判斷當(dāng)前機(jī)器人的工作狀態(tài),對(duì)工業(yè)機(jī)器人的正常運(yùn)行有著重要的意義[2]。
3結(jié)束語
綜上所述,隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,科技、信息水平得到了飛速的提高,工業(yè)機(jī)器人也變得越來越智能化,能運(yùn)用到更多的社會(huì)行業(yè)當(dāng)中,工業(yè)機(jī)器人開放式的控制系統(tǒng)能夠有效地使機(jī)器人的工作效率得到提高,提升機(jī)器人的價(jià)值,使工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)得到不斷的優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
[1] 王振華,許琳娜,蘭雪艷.基于WinCE的開放式6R工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2018(6):76-80.
[2] 楊亞.基于MFC控制程序的開放式工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2017(24):18-19.