工業(yè)機器人控制器實時多任務軟件設計與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、機器人控制器作為工業(yè)機器人三大核心部件之一,良好的通用性和靈活的拓展性是其系統(tǒng)技術發(fā)展的重要趨勢。本文圍繞工業(yè)機器人國產(chǎn)化需求,系統(tǒng)地研究了基于開源RTOS、支持組態(tài)編程功能的通用型機器人控制器系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)。
  本文首先綜述了國內(nèi)外工業(yè)機器人控制器技術研究現(xiàn)狀,闡述了基于軟PLC并結合高速伺服總線的多軸機器人運動控制技術及其特點。然后,在分析了工業(yè)機器人控制器基本功能需求和性能要求的基礎上,給出了基于EtherCAT總線

2、的開放式控制器系統(tǒng)構架,控制器軟件基于Linux/Xenomai雙內(nèi)核實時操作系統(tǒng),遵循模塊化的設計思想,以軟PLC(邏輯與過程控制功能)和RC(機器人控制功能)為核心構成實時多任務系統(tǒng),并借助EtherCAT開源協(xié)議棧代碼,將EtherCAT軟主站模塊集成于機器人控制器系統(tǒng)內(nèi)部,實現(xiàn)控制器與機器人伺服驅(qū)動系統(tǒng)、I/O系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時交互。
  文中結合機器人運動控制需求,論述了RC進程任務中三個線程級子任務的設計原理,并詳細給出了

3、負責機器人程序解釋執(zhí)行的機器人語言解釋器任務、面向具體機器人模型進行運動學計算處理的插補運算器任務、以及通過消息機制實現(xiàn)RC系統(tǒng)任務運行控制并能根據(jù)示教盒操作完成機器人示教/再現(xiàn)功能的RC運行管理任務的實現(xiàn);接著針對機器人控制器的伺服通信需求,論述了基于EtherCAT軟主站的設備接口層設計原理,并詳細給出了伺服設備接口任務和I/O設備接口任務的實現(xiàn);然后在闡述了控制器系統(tǒng)任務的基本運行管理原理的基礎上,詳細論述了基于Xenomai系統(tǒng)

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