浅析工业机器人控制器的设计实现

在当前市场上，机器人控制器的设计实现方式主要有两种：

第一种就是走完全自主研发的路线，从硬件设计到软件模块的编写实现，都是靠自己的团队来完整的实现。但要走这种完全自主研发的路线对于国内绝大多数的机器人企业而言风险太大，因为它不仅仅要求企业具备较强财力支撑，更要求企业具备一支训练有素的队伍来逐一攻克机器人控制器核心算法和机器人运动学中的一些难点问题。以当前国内企业的研发实力和对于工业机器人的理解掌握来说，能够做到自主研发的还是少之又少，或者说即使有些公司费尽周折开发出来自己的核心控制器，但其功能和性能比起国外厂家的机器人来说还有不小的差距。

第二种方式就是借助第三方控制器来集成开发实现。比如说客户可以直接购买KEBA或者贝加莱等公司提供的机器人控制器和示教器等来集成开发设计自己的工业机器人。这种方式的特点也比较突出，就是研发设计上风险确实不大，出产品也相对较快，但是在成本控制方面没有太大的竞争力，毕竟所用的核心技术还是主要来自于这些控制器的提供厂家。

那么在机器人控制器的设计实现方面有没有一种开发风险很小而同时又可以把成本控制的比较有竞争力的解决方案呢？答案是肯定的，这就是来自于我们菲尼克斯电气软件的工业机器人控制器软件解决方案。接下来，我们可以一同看看这种机器人控制器软件解决方案的架构和特点。

菲尼克斯电气软件解决方案

1.系统架构

如下图所示，菲尼克斯电气软件提供基于IPC上的高性能机器人运动控制平台软件，包括：实时操作系统，运动控制核心与现场总线技术，开放式PLC开发软件平台。

2.特点

高性能IPC实时运动控制平台：

基于Windows实时内核INTime实时性稳定性非常高，应用程序开发维护非常简单，INTime同时Windows操作系统可以运行各种为机器人系统软件提供稳定可靠的开放式平台。

使用PLC编程语言控制机器人运动：

采用IEC61131-3国际标准的编程规范对机器人运动与逻辑进行控制，可以使用FBD, LD, ST,IL以及SFC五种语言进行编程。支持符合PLCopen Motion Control标准的算法功能块，为客户提供针对机器人应用的标准操控方式。

机器人本体电机轴与外部辅助轴最多可达16轴联动，支持在线3D仿真与调试。

机器人运动与轨迹：

机器人运动控制核心可以支持单轴，电子齿轮凸轮以及机器人的控制，并且支持多通道架构，同时可以支持多台机器人同时进行工作。

运动控制核心支持不同轨迹差补，包括直线，圆弧，样条曲线等差补。支持S型速度曲线，以及连续轨迹之间的优化。

机器人运动学支持:

目前支持常用的机器人结构运动学模板，6自由度机器人，SCARA与Delta机器人，以及直角坐标机器人。

客户可以使用C/C++开发自定义运动学模型：

机器人核心扩展性

借助开放式的Windows & INTime双系统的软件平台架构，使用INTime以及PLC开发工具包，客户可以使用C/C++以及PLC编程语言扩展机器人控制器的外围设备，例如：示教器，视觉模块，驱动系统以及IO模块等。

3.总结

菲尼克斯电气软件提供了开发机器人控制器必须的开放式软件平台，客户可以基于标准的IPC安装菲尼克斯电气软件提供的机器人软件包，借助高性能，高可靠性的软件解决方案，客户可以快速进行二次开发，从而快速推出适合于各种机器人结构的控制器产品。