工业机器人开放式控制系统的相关探讨

王勇军

摘 要 随着我国科技的不断发展，社会越来越多的行业开始运用机器人来提高工作效率，促进产业的升级改造，尤其是我国的工业对于制造效率的要求越来越高，工业机器人在运行当中最为重要的就是控制系统，我国对工业机器人的研究制造水平也是建立在控制系统之上的，基于此，本文将浅谈工业机器人的开放式控制系统，浅谈如何实现开放式控制系统的应用。

关键词 工业机器人;开放性;控制系统

我国的工业制造逐渐走向现代化，因此也就加快了对机器人的研究制造速度，要求工业机器人能够适应更多的场景，具有更强的柔性以及更好的编程环境。机器人技术能够体现出我国机电一体化的程度，机器人制造也是最具有前瞻性和战略性的高科技领域，在未来将成为最具有发展性的领域之一。

1硬件体系

1.1 结构方案

在现阶段，我国的技术人员经过长期的发展和研究，工业机器人的开放式控制系统已经得到了基本的形成，在控制系统的研发过程中分为硬件体系和软件体系，这两种体系在控制系统中都有不同的职责和职能。

1.2 硬件结构

开放式控制系统中使用的硬件结构为PMAC，这是一种多任务计算器，即在进行多项任务时，能够借助同一台计算器得到完成。同时，多任务计算器还能够对任务的解决顺序进行科学的排序，能够在众多任务中按照任务的轻重缓急进行排序，这样就能够使重要的任务更快地完成。PMAC具有较强的适应性，在工作时能够控制电机，同时也能够在多个硬件平台上适应。除此之外，PMAC计算机在检测元件时，能够更加快速的反馈出元件的信息。

工业PC机在与示教盒进行通讯时，使用的一般都为USB。通过示教盒，用户就能够完成操作机器人系统的工作。机器人之间的通讯一般都经过工业以太网进行。

PC机与PMAC之间的通讯分为两种方式，分别为DPRAM和PCI。DPRAM的通讯方式的优点是在进行数据存取工作时可以不用经过通讯口发送命令。这样就能有效提高数据存储的效率，并且能够减少等待时间。命令发送以后，數据就会进行自动的存储。主机运用DPRAM的方式不仅能够提高下载速度，并且数据的重复性也不会受到限制。

PMAC运动程序同样也可以完成，控制伺服轴的工作，PC机与DPRAM之间存在一定的差异性，担任的工作职能也有区别。PC机一般要对上层进行运动规划，通过转换器就能把上层运动规划转化为操作指令，实现对工业机器人的控制，使工业机器人能够与PMAC计算机连接，PAMC就可以接收到运动程序，因此伺服运动就能够通过PMAC来实现[1]。

2软件体系

2.1 体系结构

随着我国工业化的水平越来越高，有越来越多的人开始参与到工业机器人开放式控制系统的研究当中。针对软件控制体系，有许多研究人员都提出了自己独特的见解和观点。在国外，有许多研究人员在构建软件体系结构时采用的是功能性分层式的这种体系结构能够对工业机器人的控制系统的功能进行分层，但是一般要保留中心决策层。在工业机器人的控制系统当中，功能型分布式的体系结构主要需要完成以下工作任务：首先，能够统一调配不同功能的控制模块，随后再传送数据资源到系统当中，使系统能够接收到关键的数据资源。其次，有效的控制服务系统，等机器人成功的接收到服务请求后，就会把服务供给模块和发送方之间相互连接起来。最后，能够及时调整应用模块钱根据用户的需求以及实际的使用情况，不断的调试应用模块的位置，使其能够更好地适应用户的需求。

ORC是一种能够面向多种用户的软件体系结构，能够对用户的不同层次的需求进行考察，把工业机器人的编程、控制框架进行集成。复杂的系统结构可以在ORC的作用下得到划分，使划分得到的每个部分都变成可处理的，于是就可以形成多种层次模型。开放性控制系统经过ORC的划分后，就形成了用户、应用和系统这三个层次，为了能够更好地呈现出系统的应用功能，在每个模块之间采用的编译方式也存在差异性。在科学洗技术不断提高的背景下，工业机器人逐渐开始走向新的高度，科技人员也不断更新软件的体系结构框架。

2.2 模块说明

我国的工业机器人软件控制系统已经成熟，在应用时，科研人员需要构建出一套完整的模型，操作者把指令发送到终端用户层，信息可以通过终端用户层传递到系统层，最后再到伺服层，伺服层可以把信息再传送至工业机器人实现指令的传递。在这个工作流程中，系统层依然通过USB与示教盒之间进行连接，数据的传递可以通过终端控制层进行，指令在系统层被转化成机器人的任务语言，伺服层则是负责对运动进行控制。

为了能够简化工作流程，用户就可以在实际操作中使用不同的计算机。工业机器人要实现自身功能，就需要系统层、终端用户层和伺服层这三种计算机之间的良好配合。这三种计算机的操作系统分别为WINDOWSXP、WINDOWSCE和PMAC的操作系统。工作人员要以实际需求为基础，根据工业机器人的功能，在硬件、软件环境的不同层次中进行优化？一般还要把层次交互的部分提取出来，使其成为一个远程程序集。

从操作者的角度来看，软件系统在应用时可以被划分成四个部分，这四个模块分别为控制软件系统的状态、控制和工艺参数的系统管理模块、完成示教检查、示教编程以及工作再现的系统加工模块、监控系统状态，诊断故障，判断设备的状态进行判断的系统监控模块、完成文件管理、系统调试等工作的辅助功能模块。这四种模块的应用就可以有效地提高工作的准确性，使系统加工的有效性可以得到进一步的提高，在运行当中对可疑数据进行检查，判断当前机器人的工作状态，对工业机器人的正常运行有着重要的意义[2]。

3结束语

综上所述，随着我国工业化进程的不断加快，科技、信息水平得到了飞速的提高，工业机器人也变得越来越智能化，能运用到更多的社会行业当中，工业机器人开放式的控制系统能够有效地使机器人的工作效率得到提高，提升机器人的价值，使工业机器人的控制系统得到不断的优化。

参考文献

[1] 王振华，许琳娜，兰雪艳.基于WinCE的开放式6R工业机器人控制系统研究与开发[J].组合机床与自动化加工技术，2018（6）：76-80.

[2] 杨亚.基于MFC控制程序的开放式工业机器人控制系统设计探究[J].内燃机与配件，2017（24）：18-19.