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智能工業(yè)機器人的指揮中心:運動控制器是怎樣煉成的

2025China.cn   2015年08月06日

  今天,一個頗為智能的機器人世界正向我們敞開大門。無論是流水線上動作整齊劃一的焊接機器人,還是柏林技術(shù)大學(xué)上,那個向英國女王揮臂致敬的迷你“小白”。機器人們行云流水般的接力,在空中劃出完美的弧線;精準(zhǔn)快速的動作定位讓人們看的眼花繚亂。

  生命在于運動。在智能的工業(yè)世界里,一群因人類的智慧而被賦予二次生命的“鋼鐵俠”,以獨特的運動軌跡向人類展示來自“異次元”的生命力。機械手臂一揮,零件被準(zhǔn)確無誤的送到預(yù)定的位置。當(dāng)你置身或是精巧或是龐大的機器人面前時,必有一種身處科幻電影中的時空錯亂感。那么,讓機器人動起來的秘密是什么呢?

  機器人控制器,讓金屬的身板靈動起來

  工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡,操作順序及動作的時間等。它同時具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。由此看來,讓機器人身形靈動起來的奧秘就在于此。

  對于國內(nèi)絕大多數(shù)的機器人企業(yè)而言,自主研發(fā)機器人控制器風(fēng)險太大,因為它不僅僅要求企業(yè)具備較強財力支撐,更要求企業(yè)具備一支訓(xùn)練有素的隊伍來逐一攻克機器人控制器核心算法和機器人運動學(xué)中的一些難點問題;而直接借助第三方控制器(大多數(shù)為國內(nèi)外知名品牌)來集成開發(fā)卻不利于成本的控制。如何解決這樣的困擾呢

  機器人運動控制平臺軟件,指令必達(dá)

  機器人控制器的實現(xiàn)來離不開硬件設(shè)計和軟件模塊的共同支撐。軟件如同控制器的指揮中心,通過下達(dá)命令讓機器人按既定的軌跡運動起來。從軟件角度入手,是否能同時滿足易開發(fā)和成本可控?

  菲尼克斯電氣軟件公司創(chuàng)新性的打造了基于IPC的高性能機器人運動控制平臺軟件,包括:實時操作系統(tǒng),運動控制核心與現(xiàn)場總線技術(shù)和開放式PLC開發(fā)軟件平臺。如此一來,機器人用戶在核心控制器設(shè)計方面的需求和問題得以輕松解決。

 

  2015年1月1日起,菲尼克斯電氣將其具有長久歷史的子品牌KW-Software科維軟件公司更名為Phoenix Contact Software菲尼克斯電氣軟件公司,從而將集團的軟件業(yè)務(wù)統(tǒng)一歸口于這家軟件公司。

  高性能IPC實時運動控制平臺,五種語言隨心編程

  在這套為機器人控制器度身定制的高性能IPC實時運動控制平臺中,基于Windows實時內(nèi)核INTime實時性、穩(wěn)定性非常高,應(yīng)用程序開發(fā)維護非常簡單,INTime同時Windows操作系統(tǒng)可以運行各種為機器人系統(tǒng)軟件提供穩(wěn)定可靠的開放式平臺。

 

  采用IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程規(guī)范對機器人運動與邏輯進(jìn)行控制,可以使用FBD, LD, ST,IL以及SFC五種語言進(jìn)行編程。支持符合PLCopen Motion Control標(biāo)準(zhǔn)的算法功能塊,為客戶提供針對機器人應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)操控方式。

  機器人本體電機軸與外部輔助軸最多可達(dá)16軸聯(lián)動,支持在線3D仿真與調(diào)試。

  從控制到運動,機器人成功邁出的一小步

  機器人運動控制核心可以支持單軸,電子齒輪凸輪以及機器人的控制,并且支持多通道架構(gòu),同時可以支持多臺機器人同時工作。

  運動控制核心支持不同軌跡差補,包括直線,圓弧,樣條曲線等差補。支持S型速度曲線,以及連續(xù)軌跡之間的優(yōu)化。

  目前支持常用的機器人結(jié)構(gòu)運動學(xué)模板,6自由度機器人,SCARA與Delta機器人,以及直角坐標(biāo)機器人。使用者可以用C/C++開發(fā)自定義運動學(xué)模型。

 

  借助開放式的Windows & INTime雙系統(tǒng)的軟件平臺架構(gòu),使用INTime以及PLC開發(fā)工具包,使用者還能利用C/C++以及PLC編程語言擴展機器人控制器的外圍設(shè)備,例如:示教器,視覺模塊,驅(qū)動系統(tǒng)以及IO模塊等。

 

  菲尼克斯電氣軟件提供了開發(fā)機器人控制器必須的開放式軟件平臺,使用者可以基于標(biāo)準(zhǔn)的IPC安裝菲尼克斯電氣軟件提供的機器人軟件包,借助高性能、高可靠性的軟件解決方案,用戶可以快速進(jìn)行二次開發(fā),從而快速推出適合于各種機器人結(jié)構(gòu)的控制器產(chǎn)品。

  借助于工業(yè)技術(shù)的力量,一個充滿想象力的智能時代正一步步向我們靠近。

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