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电信学院
工业机器人开放性嵌入式控制器
来源: 日期:2014年12月31日 16:27 点击数:

项目名称:工业机器人开放性嵌入式控制器

负责人: 曹建福

联系电话: 029-82664629, 13399284008

E-mail:cjf@mial.xjtu.edu.cn

所在学院: 电信学院

1. 项目简介

随着汽车、轨道交通、电力装备、电子信息等重要制造领域对工业机器人应用范围的扩大,人们提出了工业机器人开放性控制器的概念,通过功能部件的模块化设计,可快速重构出满足实际需要的机器人系统,从而使机器人的开发周期可大幅度缩短。近十几年国内外对工业业机器人控制系统的开发普遍基于PC平台,这种结构控制难于克服体积大、可靠性差与成本高的缺陷。课题组针对各类工业机器人控制器的快速组态开发难题,开发出了开放性嵌入开发平台,可用来各类工业机器人控制器的开发需求。

2. 技术创新性和领先性

机器人控制器基于双核(ARM+DSP)高速处理器,以便满足计算能力和小型化的需求。机器人控制器各种软硬件功能模块被抽取成标准构件,模块之间通过标准的现场总线接口进行通信。机器人控制软件采用了基于构件的组态结构,它由柔性嵌入式控制系统开发平台、机器人功能构件库和运动规划与控制算法构件库三部分组成,己开发的模型算法构件包括:指令译码、机器人运动学、逆运动学、关节插补、加减速控制、闭环位置控制等。示教盒基于嵌入式操作系统Windows CE.Net,采用5. 7寸640 x 480彩色TFT组成。

主要性能指标:

(1)机器人控制系统的自由度是6个,能实现连续轨迹控制,插补方式有:关节、直线、圆弧等;

(2)控制器各轴最大速度是:300°/s,作业范围是:±360°,在机械本体满足的条件下,控制系统要能适应最大速度和作业范围;

(3)控制轴分辨率是0.001mm/0.0010°,在机械本体满足的条件下保证末端重复精度达±0.01mm;

(4)控制系统提供示教、重放、编程、手动等工作方式,坐标系有:直角、关节、工具,插补方式有:关节、直线、圆弧等;

(5)提供限位与紧急停止安全保护报警功能,具有伺服故障与外部输入输出诊断功能;

(6)控制系统提供基于PLC的逻辑控制协调模块;

(7)采用模块化的控制系统体系设计结构,提供模块化的软硬件构件,用户可进行二次开发。

3、市场及效益分析

随着用工成本、国际间竞争等因素正在发生结构性变化,我国产业转型升级已到了一个关键阶段,机器人及智能装备产业将成为我国从“制造业大国”向“制造业强国”转型的重要动力。据世界机器人联合会(IFR)统计数据显示,中国2011年工业机器人销售量22577台,2012年中国工业机器人销量26902台,2013年中国工业机器人销量36560台。预测到2015年中国将成为全球规模最大的机器人市场。

4.合作条件要求

可合作开发


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