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1、技術(shù)應(yīng)用 | Technique and application
開放式驅(qū)控一體化的工業(yè)機(jī)器人 控制器研發(fā)
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摘要：本文面向工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用.創(chuàng)新地提出了開放式騾動控制-?體化的運(yùn)動控制器架構(gòu).將常規(guī)運(yùn)動控制器、常規(guī)騾動器的 控制模塊、匸控機(jī)、安全控制卡、示教盒的CPU處理模塊冇機(jī)集成.形成一個(gè)一體化的運(yùn)動控制器.提島了開放性，降低成本至原 來的一半.縮燦了用戶產(chǎn)品的開發(fā)周期,
關(guān)鍵詞：匸業(yè)機(jī)器
2、人，騾控一體化
0引言
作為機(jī)器人的“大腦”?機(jī)器人控制器是影響機(jī)器人 性能的關(guān)鍵模塊之一y目前，工業(yè)機(jī)器人所采用的控制 器燥本上都是開發(fā)商基于自己的獨(dú)特結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)的，采 用專?用計(jì)算機(jī)、專用機(jī)器人語言、專用操作系統(tǒng)、專用微 處理器，英控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中是一個(gè)黑箱，與其他的 廠家之間并不兼容。隨著機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，不同應(yīng)用領(lǐng) 域需要機(jī)器人控制器能夠集成不同的周邊設(shè)備、多種軟件 功能模塊及用戶知識和工藝持征，而且希望控制器可以在 不同的軟皎件平臺間進(jìn)行移植，應(yīng)用的發(fā)展對機(jī)器人控制 器提出了開放性的婆求.而非開放式的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)架 構(gòu)在很大程度1：限制了工業(yè)機(jī)器人的普及應(yīng)用和
3、發(fā)展IT。
另外.為使伺服必動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加功能化.騾動控 制-?體化的發(fā)展成為伺服騎動系統(tǒng)的新發(fā)展方向，這即是 指集成運(yùn)動控制器、酬動器控制電路、工控機(jī)管理功能、 示教盒的CPI?處理及安全控制卡功能為一體的運(yùn)動控制器, 朋動和控制的集成使兩者從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)行和維護(hù)都更 加緊密地融存到-體?町便速度前饋、加速度前饋、低通 濾波等新的控制算法得以實(shí)現(xiàn).并將功率級和模擬控制電 路以及保護(hù)等集成起來.產(chǎn)生一種集成功率模塊.因此允 許新型控制器以相同其至更小的外形尺寸取代傳統(tǒng)的控制 器和騾動器 整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、接線減少、可旅性增加、 操作更簡易，并且大大降低成本卩呷。
因此，開放式騾控一體化
4、工業(yè)機(jī)器人控制器.在應(yīng)用 及生產(chǎn)成本上都比目前國外產(chǎn)品具冇優(yōu)勢??必須抓住有利 時(shí)機(jī)，大力、快速推進(jìn)騾控一體化的運(yùn)動控制器的研發(fā)和 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)品優(yōu)勢.推動我國自 主品牌的核心技術(shù)產(chǎn)品和機(jī)器人成食設(shè)備的開發(fā)和產(chǎn)業(yè) 化⑶。下文將對開放式驅(qū)控一體化的工業(yè)機(jī)器人控制器進(jìn) 行詳細(xì)分析。
1控制器硬件系統(tǒng)
現(xiàn)有的機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)在硬件架構(gòu)上由上位機(jī)、 運(yùn)動控制器、馭動放夫器和執(zhí)行電機(jī)組成，上位機(jī)負(fù)貴整 個(gè)系統(tǒng)管理以及運(yùn)動學(xué)計(jì)算、軌跡規(guī)劃毎"上位機(jī)把規(guī)劃 指令發(fā)送到運(yùn)動控制器.運(yùn)動控制器與傳感器（一般是位 置傳感器）構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)控制回路.而在-?般騾動 器內(nèi)同時(shí)也有速度環(huán)，同時(shí)還冇電流環(huán)（或加速度環(huán)）， 在驅(qū)動器內(nèi).控制信號通過功率放大器放大后騾動電機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)。因此，在運(yùn)動控制器和騾動器中同時(shí)〃在存控制功能 模塊.并且冇重復(fù)的速度環(huán)回路對于通常的六軸工業(yè)機(jī) 器人，需要一個(gè)運(yùn)動控制器和六個(gè)驅(qū)動器.騾動器中的控 制電路是分布式，造成了資源的浪費(fèi)；同時(shí).這種分布式 的架構(gòu).在信號傳輸上存在著隱患以及在信號傳輸速率I: 存在瓶頸.限制工業(yè)機(jī)器人的實(shí)時(shí)性和快速性。
基金項(xiàng)目：國家離技術(shù)研究發(fā)展汁劃（863計(jì)劃）資助項(xiàng)目（2O1IAAO4A1O3）
Robot Technique and Application2013.2 133
開放式驅(qū)控一體化的工業(yè)機(jī)器人控制器研發(fā)
