Antecedentes, microcontrolador Arduino
Com o desenvolvimento da teoria do controle automático, as necessidades da produção industrial e o progresso das tecnologias relacionadas, o desenvolvimento de robôs passou por três gerações:
(1) Robô programável de reprodução de ensino;
(2) Robô com certa capacidade autônoma baseada no controle de sensores;
(3) Robô inteligente.
Como parte central do robô, o controlador do robô é uma das partes principais que afetam o desempenho do robô. Afeta o desenvolvimento do robô até certo ponto. Actualmente, devido ao grande progresso da inteligência artificial, ciência da computação, tecnologia de sensores e outras disciplinas relacionadas, a investigação do robô é realizada a um nível elevado, e são apresentados requisitos mais elevados para o desempenho do controlador do robô. Para diferentes tipos de robôs , como robôs com pernas e robôs industriais articulados, os métodos abrangentes de sistema de controle são bastante diferentes. O esquema de design do controlador também é diferente.
Está ao virar da esquina que a China se tornará o maior mercado mundial de aplicações de robôs industriais. Infelizmente, a indústria de robôs industriais da China desenvolveu-se relativamente tarde. Afetados por tecnologias relevantes, tecnologia de processamento e outros fatores, os robôs industriais no mercado chinês são basicamente ocupados por marcas de robôs estrangeiras dominadas pela ABB, KUKA, FANUC e Yaskawa . As marcas de robôs nacionais representam apenas cerca de 8% da participação de mercado. Como um dos componentes mais importantes dos robôs industriais, os controladores se beneficiarão do rápido crescimento dos robôs industriais, mas o mercado de controladores, como um componente central chave, também é ocupado por empresas estrangeiras.
Novo controlador de robô:
O novo controlador do robô deverá ter os seguintes recursos:
(1) A estrutura do sistema aberto adota software aberto e estrutura de hardware, que pode facilmente expandir as funções de acordo com as necessidades, tornando-o adequado para diferentes tipos de robôs ou linhas de produção automáticas robóticas.
(2) Design modular razoável para hardware, de acordo com os requisitos do sistema e características elétricas, de acordo com o design modular, o que não só facilita a instalação e manutenção, mas também melhora a confiabilidade do sistema, e a estrutura do sistema é mais compacta.
(3) Divisão eficaz de tarefas, diferentes subtarefas são implementadas por diferentes módulos funcionais para facilitar a modificação, adição e configuração de funções.
(4) Para tempo real, o controlador do robô deve ser capaz de completar o processamento de interrupções externas dentro de um determinado tempo e pode realizar várias tarefas ao mesmo tempo.
(5) A função de comunicação em rede utiliza a função de comunicação em rede para facilitar o compartilhamento de recursos ou o trabalho cooperativo de vários robôs.
(6) Interface visual homem-máquina.
Panorama
Com o desenvolvimento da tecnologia de controle de robôs, visando os defeitos do controlador de robô fechado, o desenvolvimento de "controlador de robô modular e padronizado com estrutura aberta" é uma direção de desenvolvimento do controlador de robô. Nos últimos anos, o Japão, os Estados Unidos e alguns países europeus estão desenvolvendo controladores de robôs com estrutura aberta , como o controlador de robô com estrutura aberta e função de rede desenvolvido pela empresa Yaskawa do Japão baseado em PC. o tema do robô inteligente do programa 863 da China também estabeleceu um projeto de pesquisa nesse sentido.
O controlador de robô de estrutura aberta significa que todos os níveis de design do controlador estão abertos aos usuários, e os usuários podem facilmente expandir e melhorar seu desempenho. Sua ideia principal é:
(1) O sistema de desenvolvimento baseado em plataforma informática não fechada é utilizado para utilizar eficazmente os recursos de software e hardware da plataforma informática padrão para criar condições para a expansão do controlador.
(2) Usando o sistema operacional padrão, usando o sistema operacional padrão e a linguagem de controle, podemos mudar a situação em que várias linguagens especiais de robôs coexistem e são incompatíveis entre si.
(3) Com a estrutura de barramento padrão, o hardware necessário para expandir o desempenho do controlador, como vários sensores, placas de E/S e placas de controle de movimento, pode ser facilmente integrado ao sistema original.
(4) Use a comunicação de rede para realizar o compartilhamento de recursos ou comunicação remota. Atualmente, quase todos os controladores não têm função de rede. A flexibilidade da mudança do sistema pode ser melhorada usando a função de comunicação de rede. Podemos projetar o controlador do robô com estrutura aberta de acordo com a ideia acima, e o processo de design deve ser modular tanto quanto possível. A modularização é um método moderno de projeto e estabelecimento de sistemas. De acordo com o método modular, o sistema é composto por múltiplos módulos funcionais, sendo cada módulo completo e único. O sistema assim estabelecido não só apresenta bom desempenho, ciclo de desenvolvimento curto, mas também baixo custo. A modularidade também torna o sistema aberto e fácil de modificar, reconstruir e adicionar funções de configuração.
