機(jī)器人操控器存在的問(wèn)題

　　跟著現(xiàn)代科學(xué)技能的飛速開展和社會(huì)的前進(jìn)，對(duì)機(jī)器人的功用提出更高的耍求。智能機(jī)器人技能的研討己成為機(jī)器人范疇的首要開展方向，如各種精細(xì)安裝機(jī)器人，力/方位混合操控機(jī)器人，多肢體和諧操控體系以及先進(jìn)制作體系屮的機(jī)器人的研討等。相應(yīng)的，對(duì)機(jī)器人操控器的功用也提出了更高的要求。

　　可是，機(jī)器人自誕生以來(lái)，特別是工業(yè)機(jī)器人所選用的操控器基本上都是開發(fā)者依據(jù)自己的獨(dú)立結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)的，選用專用計(jì)箅機(jī)、專用機(jī)器人言語(yǔ)、專用操作體系、專用微處理器。這樣的機(jī)器人操控器已不能滿意現(xiàn)代工業(yè)開展的要求。

　　從前面說(shuō)到的兩類機(jī)器人操控器來(lái)看，串行處理結(jié)構(gòu)操控器的結(jié)構(gòu)關(guān)閉，功用單一，且計(jì)箅能力差，難以確保實(shí)時(shí)操控的要求，所以現(xiàn)在絕人大都商用機(jī)器人都是釆用單軸PID操控，難以滿意機(jī)器人操控的高速、高精度的要求。盡管分布式結(jié)構(gòu)在必定層次上是敞開的，可以依據(jù)需求添加更多的處理器，以滿意傳感器處理和通訊的需求，但它只是在有限范圍內(nèi)敞開。

　　并行處理結(jié)構(gòu)操控器盡管能從計(jì)箅速度上有了很大打破，能確保實(shí)時(shí)操控的需求，但咱們有必要看到還存在許多問(wèn)題?，F(xiàn)在的并行處理操控器研討一般集中于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型的并行處理方面，依據(jù)并行算法和多處理器結(jié)構(gòu)的映射特征來(lái)規(guī)劃，即經(jīng)過(guò)分化給定使命，得到若干子使命，列山數(shù)據(jù)相關(guān)流圖，完成各子使命在對(duì)應(yīng)處理器上的并行處理。因?yàn)椴⑿兴惴ㄖ型ㄓ?、同步等?nèi)涵特色，如程序規(guī)劃不妥則易呈現(xiàn)鎖死與通訊阻塞等現(xiàn)象。

　　歸納起來(lái)，現(xiàn)有機(jī)器人操控器存在許多問(wèn)題，如：

　?。?）敞開性差

　　局限于“專用核算機(jī)、專用機(jī)器人言語(yǔ)、專用微處理器”的關(guān)閉式結(jié)構(gòu)。關(guān)閉的操控器結(jié)構(gòu)使其具有特定的功用、習(xí)慣于特定的環(huán)境，不便于對(duì)體系進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)。

　?。?）軟件獨(dú)立性差

　　軟件結(jié)構(gòu)及其邏輯結(jié)構(gòu)依賴于處理器硬件，難以在不同的體系間移植。

　　（3）容錯(cuò)性差

　　由干并行核算中的數(shù)據(jù)相關(guān)性、通訊及同步等內(nèi)涵特色，操控器的容錯(cuò)功用變差，其間一個(gè)處理器出毛病或許導(dǎo)致整個(gè)體系的癱瘓。

　?。?）擴(kuò)展性差

　　現(xiàn)在，機(jī)器人操控器的研討著重于從關(guān)節(jié)這一級(jí)來(lái)改進(jìn)和進(jìn)步體系的功用。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的關(guān)閉性，難以依據(jù)需求對(duì)體系進(jìn)行擴(kuò)展，如添加傳感器操控等功用模塊。

　?。?）短少網(wǎng)絡(luò)功用

　　現(xiàn)在簡(jiǎn)直一切的機(jī)器人操控器都沒有網(wǎng)絡(luò)功用。

　　總起來(lái)看，前面說(shuō)到的不管串行結(jié)構(gòu)仍是并行結(jié)構(gòu)的機(jī)器人操控器都不是敞開式結(jié)構(gòu)，不管從軟件仍是硬件都難以擴(kuò)展和更改。例如，商品化的Motoman機(jī)器人的操控器是不敞開的，用戶難以依據(jù)自己需求對(duì)其修正、擴(kuò)展功用，一般的做法是對(duì)其具體解剖剖析，然后對(duì)其改造。

　　工業(yè)機(jī)器人操控體系開展趨勢(shì)

　　2012年，美國(guó)提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”；2013年，德國(guó)提出“工業(yè)4.0”；2015年，我國(guó)提出“我國(guó)制作2025”。2012年，美國(guó)提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”；2013年，德國(guó)提出“工業(yè)4.0”；2015年，我國(guó)提出“我國(guó)制作2025”。近幾年，許多國(guó)家或安排對(duì)未來(lái)的工業(yè)開展都相繼擬定了規(guī)劃藍(lán)圖，而且，這些藍(lán)圖都從本質(zhì)上都指出了未來(lái)工業(yè)制作的開展趨勢(shì)，即愈加杰出自動(dòng)化、信息化和智能化。

　　機(jī)器人作為工業(yè)制作的重要參與者，其開展越來(lái)越遭到世界各國(guó)的高度重視，首要經(jīng)濟(jì)體紛繁將開展機(jī)器人工業(yè)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，并以此作為堅(jiān)持和重獲制作業(yè)競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)的重要手法。美國(guó)2013年發(fā)布了機(jī)器人開展道路陳述，將如今的機(jī)器人與上世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)定坐落平等重要的位置。機(jī)器人將影響人類日子和經(jīng)濟(jì)社會(huì)開展的各個(gè)方面，并被列為美國(guó)完成制作業(yè)革新、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)開展的中心技能。2014年，歐盟啟動(dòng)了全球最大的民用機(jī)器人研制方案“SPARC”，依據(jù)該方案，到2020年歐委會(huì)將出資7億歐元，euRoboTIcs協(xié)會(huì)將出資21億歐元推進(jìn)機(jī)器人研制，研制內(nèi)容包含機(jī)器人在制作業(yè)、農(nóng)業(yè)、健康、交通、安全和家庭等各范疇的使用。事實(shí)上，德國(guó)的“工業(yè)4.0”方案，也將智能機(jī)器人和智能制作技能作為迎候新工業(yè)革命的切入點(diǎn)。近觀亞洲，機(jī)器人技能較強(qiáng)的日本也擬定了機(jī)器人技能長(zhǎng)時(shí)間開展戰(zhàn)略，將機(jī)器人工業(yè)作為“新工業(yè)開展戰(zhàn)略”中7大要點(diǎn)扶持的工業(yè)之一。韓國(guó)也于2010年發(fā)布了“機(jī)器人未來(lái)戰(zhàn)略展望2022”，將方針焦點(diǎn)放在了擴(kuò)展韓國(guó)機(jī)器人工業(yè)并支撐國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)進(jìn)軍海外商場(chǎng)等方面。2014年，工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)的銷售量約3.7萬(wàn)臺(tái)，銷售量全球排名榜首，我國(guó)開端成為最大的機(jī)器人消費(fèi)國(guó)。

　　“工業(yè)4.0”著重的是自動(dòng)化與信息化的彼此交融，而工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化制作過(guò)程中的重要參與者，其自動(dòng)化和信息化水平將直接影響著工業(yè)制作的自動(dòng)化和信息化水平。工業(yè)制作信息化水平的進(jìn)步，將改動(dòng)產(chǎn)品的出產(chǎn)形式，從本來(lái)的C2C（Company to Compay，企業(yè)到企業(yè)）形式到未來(lái)的C2C（Customer to Company，客戶到企業(yè)）形式，即用戶可以直接面向企業(yè)來(lái)個(gè)性化定制產(chǎn)品，在很大程度上進(jìn)步工業(yè)制作的柔性，優(yōu)化和平衡企業(yè)與客戶之間的供需聯(lián)系，而信息化水平的進(jìn)步必然要求有強(qiáng)壯的信息交互與數(shù)據(jù)處理來(lái)作為支撐。

　　而當(dāng)時(shí)的機(jī)器人所選用的操控體系基本上都是關(guān)閉式或半關(guān)閉式，即開發(fā)者依據(jù)自己機(jī)器人的特定結(jié)構(gòu)，選用專用核算機(jī)、專用機(jī)器人言語(yǔ)、專用操作體系進(jìn)行開發(fā)，用戶很難依據(jù)自己的需求進(jìn)行二次開發(fā)或功用擴(kuò)展。這樣的機(jī)器人操控體系敞開性差，網(wǎng)絡(luò)功用弱，各廠家的產(chǎn)品不兼容，很難滿意“工業(yè)4.0”對(duì)信息化提出的要求。

　　另一方面，跟著工業(yè)產(chǎn)品的工藝雜亂程度和精度要求的進(jìn)步，機(jī)器人使用場(chǎng)所和使用需求的越來(lái)越雜亂和嚴(yán)苛，機(jī)器人的核算渠道現(xiàn)已不僅僅局限于傳統(tǒng)的PC渠道、嵌入式渠道，而擴(kuò)展到智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備；機(jī)器人裝備的傳感器從簡(jiǎn)略的光電開關(guān)、觸碰開關(guān)，開展到觸覺、聲覺、視覺等高端傳感器。機(jī)器人伺服體系與操控體系之間的通訊方法也由本來(lái)的“脈沖+方向”的通訊線纜，開展到通訊更高效、通訊數(shù)據(jù)量更大的各種現(xiàn)場(chǎng)總線。機(jī)器人操控體系正在朝著敞開化的方向開展。

　　敞開式的機(jī)器人操控體系著重可擴(kuò)展性、可移植性、可裁剪性和互操作性。用戶和企業(yè)可以自行擴(kuò)展和裁剪體系功用模塊，以習(xí)慣不同使用下的功用和功用需求；可以移植到不同操作體系和渠道，而且堅(jiān)持原有的功用；可以與外部其他體系進(jìn)行數(shù)據(jù)乃至操作的交互。所以，敞開式機(jī)器人操控體系滿意“工業(yè)4.0”的開展要求，可以很好的處理當(dāng)時(shí)機(jī)器人操控體系信息化程度低的問(wèn)題。

　　事實(shí)上，“敞開式機(jī)器人操控體系”并不是的一個(gè)新概念，國(guó)內(nèi)外一些自動(dòng)化企業(yè)和高校很早就開端著手研討。研討最多的是依據(jù)PC的敞開式機(jī)器人操控體系，使用PC強(qiáng)壯的硬件和軟件功用，對(duì)PC進(jìn)行實(shí)時(shí)性改造，將機(jī)器人操控軟件和體系管理管理軟件都運(yùn)行在PC上，這種完成方法也便是一般含義的全軟件型操控。

　　“工業(yè)4.0”的最明顯特色是智能化出產(chǎn)，其中心是信息物理體系（CPS）的深度交融，智能化出產(chǎn)形式將從大規(guī)模定制向個(gè)性化定制改變，而機(jī)器人作為智能出產(chǎn)的重要一環(huán)，其敞開性將會(huì)遭到越來(lái)越多的重視。