工業機器人開放式控制系統的相關探討

王勇軍

摘 要 隨著我國科技的不斷發展，社會越來越多的行業開始運用機器人來提高工作效率，促進產業的升級改造，尤其是我國的工業對于制造效率的要求越來越高，工業機器人在運行當中最為重要的就是控制系統，我國對工業機器人的研究制造水平也是建立在控制系統之上的，基于此，本文將淺談工業機器人的開放式控制系統，淺談如何實現開放式控制系統的應用。

關鍵詞 工業機器人;開放性;控制系統

我國的工業制造逐漸走向現代化，因此也就加快了對機器人的研究制造速度，要求工業機器人能夠適應更多的場景，具有更強的柔性以及更好的編程環境。機器人技術能夠體現出我國機電一體化的程度，機器人制造也是最具有前瞻性和戰略性的高科技領域，在未來將成為最具有發展性的領域之一。

1硬件體系

1.1 結構方案

在現階段，我國的技術人員經過長期的發展和研究，工業機器人的開放式控制系統已經得到了基本的形成，在控制系統的研發過程中分為硬件體系和軟件體系，這兩種體系在控制系統中都有不同的職責和職能。

1.2 硬件結構

開放式控制系統中使用的硬件結構為PMAC，這是一種多任務計算器，即在進行多項任務時，能夠借助同一臺計算器得到完成。同時，多任務計算器還能夠對任務的解決順序進行科學的排序，能夠在眾多任務中按照任務的輕重緩急進行排序，這樣就能夠使重要的任務更快地完成。PMAC具有較強的適應性，在工作時能夠控制電機，同時也能夠在多個硬件平臺上適應。除此之外，PMAC計算機在檢測元件時，能夠更加快速的反饋出元件的信息。

工業PC機在與示教盒進行通訊時，使用的一般都為USB。通過示教盒，用戶就能夠完成操作機器人系統的工作。機器人之間的通訊一般都經過工業以太網進行。

PC機與PMAC之間的通訊分為兩種方式，分別為DPRAM和PCI。DPRAM的通訊方式的優點是在進行數據存取工作時可以不用經過通訊口發送命令。這樣就能有效提高數據存儲的效率，并且能夠減少等待時間。命令發送以后，數據就會進行自動的存儲。主機運用DPRAM的方式不僅能夠提高下載速度，并且數據的重復性也不會受到限制。

PMAC運動程序同樣也可以完成，控制伺服軸的工作，PC機與DPRAM之間存在一定的差異性，擔任的工作職能也有區別。PC機一般要對上層進行運動規劃，通過轉換器就能把上層運動規劃轉化為操作指令，實現對工業機器人的控制，使工業機器人能夠與PMAC計算機連接，PAMC就可以接收到運動程序，因此伺服運動就能夠通過PMAC來實現[1]。

2軟件體系

2.1 體系結構

隨著我國工業化的水平越來越高，有越來越多的人開始參與到工業機器人開放式控制系統的研究當中。針對軟件控制體系，有許多研究人員都提出了自己獨特的見解和觀點。在國外，有許多研究人員在構建軟件體系結構時采用的是功能性分層式的這種體系結構能夠對工業機器人的控制系統的功能進行分層，但是一般要保留中心決策層。在工業機器人的控制系統當中，功能型分布式的體系結構主要需要完成以下工作任務：首先，能夠統一調配不同功能的控制模塊，隨后再傳送數據資源到系統當中，使系統能夠接收到關鍵的數據資源。其次，有效的控制服務系統，等機器人成功的接收到服務請求后，就會把服務供給模塊和發送方之間相互連接起來。最后，能夠及時調整應用模塊錢根據用戶的需求以及實際的使用情況，不斷的調試應用模塊的位置，使其能夠更好地適應用戶的需求。

ORC是一種能夠面向多種用戶的軟件體系結構，能夠對用戶的不同層次的需求進行考察，把工業機器人的編程、控制框架進行集成。復雜的系統結構可以在ORC的作用下得到劃分，使劃分得到的每個部分都變成可處理的，于是就可以形成多種層次模型。開放性控制系統經過ORC的劃分后，就形成了用戶、應用和系統這三個層次，為了能夠更好地呈現出系統的應用功能，在每個模塊之間采用的編譯方式也存在差異性。在科學洗技術不斷提高的背景下，工業機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構框架。

2.2 模塊說明

我國的工業機器人軟件控制系統已經成熟，在應用時，科研人員需要構建出一套完整的模型，操作者把指令發送到終端用戶層，信息可以通過終端用戶層傳遞到系統層，最后再到伺服層，伺服層可以把信息再傳送至工業機器人實現指令的傳遞。在這個工作流程中，系統層依然通過USB與示教盒之間進行連接，數據的傳遞可以通過終端控制層進行，指令在系統層被轉化成機器人的任務語言，伺服層則是負責對運動進行控制。

為了能夠簡化工作流程，用戶就可以在實際操作中使用不同的計算機。工業機器人要實現自身功能，就需要系統層、終端用戶層和伺服層這三種計算機之間的良好配合。這三種計算機的操作系統分別為WINDOWSXP、WINDOWSCE和PMAC的操作系統。工作人員要以實際需求為基礎，根據工業機器人的功能，在硬件、軟件環境的不同層次中進行優化？一般還要把層次交互的部分提取出來，使其成為一個遠程程序集。

從操作者的角度來看，軟件系統在應用時可以被劃分成四個部分，這四個模塊分別為控制軟件系統的狀態、控制和工藝參數的系統管理模塊、完成示教檢查、示教編程以及工作再現的系統加工模塊、監控系統狀態，診斷故障，判斷設備的狀態進行判斷的系統監控模塊、完成文件管理、系統調試等工作的輔助功能模塊。這四種模塊的應用就可以有效地提高工作的準確性，使系統加工的有效性可以得到進一步的提高，在運行當中對可疑數據進行檢查，判斷當前機器人的工作狀態，對工業機器人的正常運行有著重要的意義[2]。

3結束語

綜上所述，隨著我國工業化進程的不斷加快，科技、信息水平得到了飛速的提高，工業機器人也變得越來越智能化，能運用到更多的社會行業當中，工業機器人開放式的控制系統能夠有效地使機器人的工作效率得到提高，提升機器人的價值，使工業機器人的控制系統得到不斷的優化。

參考文獻

[1] 王振華，許琳娜，蘭雪艷.基于WinCE的開放式6R工業機器人控制系統研究與開發[J].組合機床與自動化加工技術，2018（6）：76-80.

[2] 楊亞.基于MFC控制程序的開放式工業機器人控制系統設計探究[J].內燃機與配件，2017（24）：18-19.