搬運機器人智能控制系統(tǒng)的設(shè)計

劉朋 王琨 黃銀花

摘要：隨著科學技術(shù)的不斷進步，搬運機器人已經(jīng)作為一種發(fā)展迅速、使用率較高的機器人走進了人類的工作和生活之中。搬運機器人是計算機技術(shù)今后的發(fā)展趨勢，也是蘊藏了巨大的經(jīng)濟價值和效益。因此對于搬運機器人智能控制系統(tǒng)設(shè)計的研究具有重要的理論意義與實踐意義。本文首先介紹了搬運機器人智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，其次介紹了搬運機器人控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成，最后對全文進行歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：搬運；機器人；智能控制；系統(tǒng)

中圖分類號：TP242.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）08-0005-01

機器人本身是一個智能化的系統(tǒng)，能夠?qū)討B(tài)決策、環(huán)境感知、規(guī)劃行為等多種功能進行綜合，其發(fā)展與人工智能技術(shù)、計算機信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)以及工程力學技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。隨著上述工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，搬運機器人的發(fā)展將會迎來前所未有的大好局面，尤其是在一些高危工作環(huán)境中，搬運機器人往往能夠充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。在我國搬運機器人經(jīng)歷了較長時間的發(fā)展，從小負荷到大負荷的發(fā)展趨勢。當下搬運機器人已經(jīng)實現(xiàn)了分揀、手動、標示等多種功能的融合，自動化程度也不斷提升，這不僅提高了智能機器人工作精度，也大幅度提升了智能機器人的工作效率。

由于當下智能機器人控制系統(tǒng)已經(jīng)達到了較高的智能化技術(shù)，并且在機器人軟件設(shè)計和硬件配置上都已經(jīng)取得了不錯的成績，通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、編程技術(shù)、運算技術(shù)、PLC技術(shù)、PC機技術(shù)的成熟以及融合為搬運機器人的產(chǎn)生和發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

1 搬運機器人智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

1.1 控制結(jié)構(gòu)

搬運機器人的控制結(jié)構(gòu)比較復雜，構(gòu)成搬運機器人控制結(jié)構(gòu)的主要有雙cpu、單cpu集中式、cpu主從式等控制方式。上述三種控制方式都有其優(yōu)缺點。隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過程中對于搬運機器人的性能的要求也越來越高，除了要求搬運機器人具有較強的負荷承受能力以外，還要求其具有較快的反應速度、較強的擴展性。就單cpu集中式控制方式而言，其反應速度相對較慢，并且該種控制模式也不具備較強的擴展性，因此該種控制模式的劣勢相對明顯。就cpu主從式控制模式而言該種控制模式的優(yōu)勢體現(xiàn)在其具備較強的應用范圍，但是其實際使用過程中反應能力存在一定的缺陷。就雙cpu控制模式而言，這種控制模式能夠具有更強的穩(wěn)定性，也具備較強的抗干擾能力，在實際生產(chǎn)過程中應用范圍相對較廣，但是該種控制模式的費用相對較高，需要企業(yè)花費較多的生產(chǎn)成本。

1.2 硬件模塊

搬運機器人智能控制系統(tǒng)的核心部分體現(xiàn)在其運動控制模塊上，該模塊的核心部分是運動控制模塊，這也是決定搬運機器人智能控制系統(tǒng)是否能夠具有較強運動功能的決定因素。該模塊不僅需要依據(jù)系統(tǒng)自身所帶有的算法對其接收到的信息進行計算，還需要充分發(fā)揮系統(tǒng)模塊的作用，充分接受信號，這樣不僅能夠保證智能機器人能夠具有較高的工作效率，還能夠讓其具有較高的精度。運動控制模塊主要由兩部分組成，分別是plc和運動控制卡。I/O模塊也是搬運智能機器人的重要模塊，該模塊主要負責信息采集工作，其采集的信息包括故障信息、位置信息、抓取信息等。在實際工作實踐中，智能機器人能夠自主選擇哪種系統(tǒng)進行工作，從而完成相應的工作內(nèi)容。伺服驅(qū)動模塊也是硬件系統(tǒng)的重要組成部分，該部分主要通過匹配各部件來提升工作效率，保證智能機器人具備較強、較快的響應速度，實現(xiàn)對機器設(shè)備的準確定位。

2 搬運機器人控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

2.1 技術(shù)要求

軟件技術(shù)是滿足智能機器人搬運作用工作要求的重要內(nèi)容。通過軟件的作用能夠充分發(fā)揮智能機器人精確定位的作用，將機器人的工作定位確定在一個較小的范圍之中，這樣就能夠確保智能機器人能夠軟件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)科學搭配，從而實現(xiàn)各個功能之間的搭配和拓展。搬運機器人是硬件和軟件的集合體，不僅需要硬件設(shè)備保證其靈活性，還需要較好的軟件功能，實現(xiàn)更好的人機交互。

2.2 功能要求

搬運機器人需要具備原點復位功能、運行控制功能、數(shù)據(jù)管理功能、坐標定位功能、程序管理功能、動作指示執(zhí)行功能等內(nèi)容。各個功能的需求主要通過在線監(jiān)控、運動控制、通信控制等模塊來完成。在實際工作過程中需要軟件充分發(fā)揮其作用，來實現(xiàn)硬件結(jié)構(gòu)的完美銜接，由此來充分發(fā)揮拌勻機器人在實際操作過程中的優(yōu)勢。充分發(fā)揮搬運機器人的功能要求的優(yōu)勢，也是未來擴大搬運機器人市場的重要手段。只有能夠制作出具備多元化功能的搬運機器人，才能滿足更多消費者的用戶需求，才能讓其在未來的機器人市場中占據(jù)重要的景真理。

3 結(jié)語

搬運機器人智能控制系統(tǒng)的發(fā)展離不開相關(guān)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、編程技術(shù)、運算技術(shù)的發(fā)展都會對搬運機器人智能控制系統(tǒng)的今后發(fā)展產(chǎn)生重要影響。搬運機器人的設(shè)計應該綜合考慮其用途及工作環(huán)境，這不僅能夠節(jié)約一定的成本，也能夠充分發(fā)揮搬運機器人的性能優(yōu)勢，在實際生產(chǎn)生活中達到事半功倍的效果。

參考文獻

[1]梁一新，劉凱.促進我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略思考[J].現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟，2013，（06）：28-32.

[2]李瑞峰.中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].航空制造技術(shù)，2017，（09）：32-37.

[3]李曉剛，劉晉昊.碼垛機器人的研究與應用現(xiàn)狀、問題及對策[J].包裝工程，2015，（02）：96-102.