開放式四自由度工業機器人控制系統研究

于喜紅，白晶，張順琦，秦現生

(1.西北工業大學機電學院，陜西 西安 710072)(2.陜西省數字化特種制造裝備工程技術研究中心，陜西西安 710072)

機器人技術屬于具有前瞻性、戰略性的高技術領域，是未來科技重點發展方向之一。隨著人力成本的增加，以機器人為主導的自動化設備越來越受歡迎。面對日趨復雜的機器人應用場所和應用需求，現有機器人的控制系統越來越無法滿足用戶的要求。機器人的計算平臺已經不僅僅局限于傳統的體積龐大的PC平臺，而是擴展到了智能手機、平板電腦等體積小巧的移動設備;機器人配備的傳感器從簡單的光電開關、觸碰開關發展到觸覺、聲覺、視覺等高端傳感器。機器人智能化的發展必然要求機器人控制系統向開放型、標準化發展。

目前國內外已有PMAC(programmable multiaxis controller)應用于數控機床、機器人等的控制系統中的研究與實例，但是基本都是PMAC作為運動控制器，工控機作為上位機，此種方式的硬件搭配，一方面使得整個控制柜體積較大，在環境復雜的工廠內不便于安放與移動;另一方面，由于目前市場上的工控機硬件配置都較高，造成了工控機功能的冗余與資源的浪費，而且增加了整個控制系統的成本。盡管PMAC是在開放式體系結構的標準之上開發的，但是其對用戶的開放程度是有限的，而且并沒有提供一個功能強大的控制軟件來實現較為復雜的功能，如機器人示教、坐標系標定等。更重要的是，PAMC只提供了Windows NT下的以太網通信驅動程序，并不提供在嵌入式操作系統如Windows CE、Linux 下的通信驅動程序［1］，因而實現嵌入式操作系統與PMAC之間的數據通信是提高PMAC開放程度的重要條件之一。……