目前，中國工業(yè)機器人的使用主要集中在汽車(chē)工業(yè)和電子電氣工業(yè)，弧焊機器人、點(diǎn)焊機器人、搬運機器人等在生產(chǎn)中被大量采用。鋁合金壓鑄廠(chǎng)想做無(wú)人化工程，購置工業(yè)機器人，有些東西需要了解。

1、工業(yè)機器人控制系統硬件結構

控制器是機器人系統的核心，國外有關(guān)公司對我國實(shí)行嚴密封鎖。近年來(lái)隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器的性能越來(lái)越高，而價(jià)格則越來(lái)越便宜，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現了1-2美金的32位微處理器。高性?xún)r(jià)比的微處理器為機器人控制器帶來(lái)了新的發(fā)展機遇，使開(kāi)發(fā)低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了保證系統具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人控制器多采用計算能力較強的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。此外，由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿(mǎn)足某些機器人系統在價(jià)格、性能、集成度和接口等方面的要求，這就產(chǎn)生了機器人系統對SoC(SystemonChip)技術(shù)的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡(jiǎn)化系統外圍電路的設計，縮小系統尺寸，并降低成本。

2、工業(yè)機器人控制系統體系結構

在控制器體系結構方面，其研究重點(diǎn)是功能劃分和功能之間信息交換的規范。在開(kāi)放式控制器體系結構研究方面，有兩種基本結構，一種是基于硬件層次劃分的結構，該類(lèi)型結構比較簡(jiǎn)單，在日本，體系結構以硬件為基礎來(lái)劃分，如三菱重工株式會(huì )社將其生產(chǎn)的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構;另一種是基于功能劃分的結構，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控制器體系結構研究和發(fā)展的方向。

3、控制軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境

在機器人軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境方面，一般工業(yè)機器人公司都有自己獨立的開(kāi)發(fā)環(huán)境和獨立的機器人編程語(yǔ)言，如日本Motoman公司、德國KUKA公司、美國的Adept公司、瑞典的ABB公司等。很多大學(xué)在機器人開(kāi)發(fā)環(huán)境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作，提供了很多開(kāi)放源碼，可在部分機器人硬件結構下進(jìn)行集成和控制操作，目前已在實(shí)驗室環(huán)境下進(jìn)行了許多相關(guān)實(shí)驗。國內外現有的機器人系統開(kāi)發(fā)環(huán)境有TeamBots，v.2.0e、ARIA，V.2.4.1、Player/Stage，v.1.6.5.1.6.2、Pyro.v.4.6.0、CARMEN.v.1.1.1、MissionLab.v.6.0、ADE.V.1.0beta、Miro.v.CVS-March17.2006、MARIE.V.0.4.0、FlowDesigner.v.0.9.0、RobotFlow.v.0.2.6等等。從機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，對機器人軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境有兩方面的需求。一方面是來(lái)自機器人最終用戶(hù)，他們不僅使用機器人，而且希望能夠通過(guò)編程的方式賦予機器人更多的功能，這種編程往往是采用可視化編程語(yǔ)言實(shí)現的，如樂(lè )高M(jìn)indStormsNXT的圖形化編程環(huán)境和微軟RoboticsStudio提供的可視化編程環(huán)境。

4、機器人專(zhuān)用操作系統

(1)、VxWorks，VxWorks操作系統是美國WindRiver公司于1983年設計開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)，是Tornado嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。VxWorks具有可裁剪微內核結構;高效的任務(wù)管理;靈活的任務(wù)間通信;微秒級的中斷處理;支持POSIX1003.1b實(shí)時(shí)擴展標準;支持多種物理介質(zhì)及標準的、完整的TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議等。

(2)、WindowsCE，WindowsCE與Windows系列有較好的兼容性，無(wú)疑是WindowsCE推廣的一大優(yōu)勢。WindowsCE為建立針對掌上設備、無(wú)線(xiàn)設備的動(dòng)態(tài)應用程序和服務(wù)提供了一種功能豐富的操作系統平臺，它能在多種處理器體系結構上運行，并且通常適用于那些對內存占用空間具有一定限制的設備。

(3)、嵌入式Linux，由于其源代碼公開(kāi)，人們可以任意修改，以滿(mǎn)足自己的應用。其中大部分都遵從GPL，是開(kāi)放源代碼和免費的?？梢陨约有薷暮髴糜谟脩?hù)自己的系統。有龐大的開(kāi)發(fā)人員群體，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的人才，只要懂Unix/Linux和C語(yǔ)言即可。支持的硬件數量龐大。嵌入式Linux和普通Linux并無(wú)本質(zhì)區別，PC上用到的硬件嵌入式Linux幾乎都支持。而且各種硬件的驅動(dòng)程序源代碼都可以得到，為用戶(hù)編寫(xiě)自己專(zhuān)有硬件的驅動(dòng)程序帶來(lái)很大方便。

(4)、μC/OS-Ⅱ，μC/OS-Ⅱ是著(zhù)名的源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)內核，是專(zhuān)為嵌入式應用設計的，可用于8位，16位和32位單片機或數字信號處理器(DSP)。它的主要特點(diǎn)是公開(kāi)源代碼、可移植性好、可固化、可裁剪性、占先式內核、可確定性等。

(5)、DSP/BIOS，DSP/BIOS是TI公司特別為其TMS320C6000TM，TMS320C5000TM和TMS320C28xTM系列DSP平臺所設計開(kāi)發(fā)的一個(gè)尺寸可裁剪的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統內核，是TI公司的CodeComposerStudioTM開(kāi)發(fā)工具的組成部分之一。DSP/BIOS主要由三部分組成：多線(xiàn)程實(shí)時(shí)內核;實(shí)時(shí)分析工具;芯片支持庫。利用實(shí)時(shí)操作系統開(kāi)發(fā)程序，可以方便快速的開(kāi)發(fā)復雜的DSP程序。

5、機器人伺服通信總線(xiàn)技術(shù)

目前國際上還沒(méi)有專(zhuān)用于機器人系統中的伺服通信總線(xiàn)，在實(shí)際應用過(guò)程中，通常根據系統需求，把常用的一些總線(xiàn)，如以太網(wǎng)、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于機器人系統中。當前大部分通信控制總線(xiàn)可以歸納為兩類(lèi)，即基于RS-485和線(xiàn)驅動(dòng)技術(shù)的串行總線(xiàn)技術(shù)和基于實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的高速串行總線(xiàn)技術(shù)。