运动控制与机器人集成

罗克韦尔自动化运动控制器和软件产品首席工程师Bob Hirschinger在6月17日的RSTechED控制工程大会上表示，将机器人与工作单元或生产线中的其他运动轴集成的选项取决于许多因素。Hirschinger提供了复杂的多轴运动控制和机器人技术的观点。他建议，根据机器人供应商、自动化供应商以及它们之间的合作程度，选择可能会有很大差异。

多轴运动控制，机器人

一般来说，机器人和运动控制编程选项包括:

1.独立的机器人和运动编程。机器人通过机器人供应商的控制系统和运动学软件进行操作。非机器人运动控制将由单独的硬件和软件控制。通信能力可能根据供应商的产品能力以及所涉及的机器制造商和系统集成商的复杂程度而有所不同。

线路/机器控制器(可编程逻辑控制器，PLC)通过网络(通常是以太网)连接到专用的机器人控制器(通常是机械臂供应商的控制/驱动系统)，后者管理机器人操作。机器人编程是通过机器人供应商的编程软件和教-学设备完成的。机器人控制器通常与单独的机器/线路控制器(如PLC)联网。机器/线路控制器管理整个机器的运行和顺序，管理其他通用运动控制(GMC)轴的运动，并通过网络接口与机器人控制器协调其操作。这种结构没有机械臂和PLC的GMC轴的紧密同步。(在某些情况下，需要与机器人紧密协调的GMC轴可能必须由机器人控制器控制。)

该体系结构包括:

• 多控制器-机器/线路PLC和机器人控制器
• 机器人供应商的驱动器/电机
• 使用多种编程语言的多个软件编程包-通常用于PLC的IEC 61131-3基础语言和用于机器人的专用文本基础语言。
• 注意:在某些情况下，机器人供应商可能为某些PLC供应商的控制器支持高级指令库。
• PLC控制器资源(如GMC轴)与机器人的协调通常是有限的。

2.硬件集成，软件独立。不由机器人供应商提供的控制器使用机器人供应商的控制软件，可以控制与机器人分离的其他运动轴。

使用与上面(1)相同的硬件架构，但机器人支持“远程”主机操作模式。在远程模式下，机器人运动由主控制器管理，在这种情况下，线路/机器PLC具有嵌入式运动/运动学指令集。

该体系结构包括:

• 多控制器-机器/线路PLC和机器人控制器
• 机器人供应商的驱动器/电机
• 在机器人主机模式下，由于机器人由机器/线路PLC直接控制(机器人运动/运动学由机器/线路PLC管理)，因此有一个软件编程包，使用一种编程语言(通常是IEC 61131-3基础语言)。
• PLC供应商可以提供机器人运动控制指令库
• 由于所有的GMC和机器人轴都由机器/生产线PLC控制，所以机器人和生产线控制器控制的其他资源(GMC轴)之间可能有非常紧密的协调。

3.集成硬件和软件，绕过机器人供应商的控制硬件和软件。在这个选项中，机器人供应商不提供的控制器和软件控制机器人和与机器人分离的其他运动轴。

有了这个架构，你有:

• 一台控制器-机器/线路PLC
• 机器人供应商的驱动器/电机或GMC轴上使用的相同驱动器/电机
• 由于机器人由机器/线路PLC直接控制(机器人运动/运动学由机器/线路PLC管理)，因此使用单一编程语言(通常为IEC 61131-3基础语言)的单一软件编程包
• PLC供应商可以提供机器人运动控制指令库。
• 由于所有的GMC和机器人轴都由机器/生产线PLC控制，所以机器人和生产线控制器控制的其他资源(GMC轴)之间可能有非常紧密的协调。

集成的工具

Hirschinger说，罗克韦尔自动化的集成架构包括代码库(函数块库)、统一的软件环境和集成的硬件，以帮助机器人与其他运动轴的集成。罗克韦尔自动化有许多机器人合作伙伴，可以与客户一起选择最佳的解决方案。

Hirschinger说，使用哪种方法的偏好取决于对技术的熟悉程度、编程偏好、PLC控制的资源(GMC轴)和机器人同步要求。

- Mark T. Hoske是CFE Media的内容经理。控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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关键概念

• 将机器人控制和运动控制集成到机器人外部是可能的。
• 集成的程度取决于对软件的熟悉程度、所需的性能和涉及的供应商，以及其他因素。

考虑一下这个

有一个运动编程平台而不是分别用于机器人和运动控制是否值得?

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