OS-Ⅲ的工业机器人嵌入式实时控制系统.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO．62015年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun．2015文章编号：1001—2265(2015)06—0049—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．06．014基于-JLC／OS—III的工业机器人嵌入式实时控制系统何明超，曹其新，冷春涛(上海交通大学机械与动力工程学院机器人所，上海200240)摘要：针对工业机器人控制系统的发展趋势和国内运动控制器的落后现状，提出了一种以／z

2、C／OS—III实时操作系统作为软件平台的机器人控制系统。该系统采用单处理器架构，利用嵌入式高性能MCU给控制系统提供运算和接口通讯保障，系统软件采用模块化设计，各模块分配不同的优先级，利用／~C／OS．III强大的任务管理功能来保证系统的实时运转。利用／xC／OS—III提供的API，采用标准c语言进行编程，可以任意添加和删除任务模块，具有很好的开放性和拓展性，用户可以方便的自定义控制系统功能和控制算法。通过实验验证，基于／．tC／OS—III的工业机器人嵌入式实时系统能够满足工业机器人对实时性的要求。关键词：／zC

3、／OS．III；机器人控制系统；实时系统中图分类号：TH166；TG659文献标识码：AAnIndustrialRobotEmbeddedReal_。TimeControlSystemBasedon／~C／OS·-IIIHEMing—chao，CAOQi—xin，LENGChun-tao(ResearchInstituteofRobotics，SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Ar

4、obotreal—timecontrolsystembasedon／zC／OS—IIIisdevelopedinordertofollowthetendencyofindustrialrobotcontrolsystemandtogivedomesticcontrollermanufactureranewwaytodevelopnewcontrollers．ThesystemusesonlyoneCortex—M4MCUtoprovideenoughcomputingpowerandcommuni—cationinte

5、rfaces．Thesoftwaresystemisdevelopedinmodules；eachmodulehasitsownpriority．Using／．~C／OS-III’Spowerfultaskmanagementfunctiontoguaranteethesystem’Sreal—timecharacteristic．Usercanmodifythesystem’Sfunctionandalgorithmconvenientlyusing／xC／OS—III’SAPIsandANSIC．Thesystem

6、hasgoodopennessandexpandability．Thecontrolsystemcanmeetthereal—timerequirementsofin-dustrialrobotthroughexperiments．Keywords：／zC／OS—III；robotcontrolsystem；real—time用硬件，具有绝对的开放性和未来的兼容性。O引言与此同时，工业机器人正朝着高速、重载方向发控制系统是工业机器人的核心部分，是决定工业展，要求控制器需要有很好的硬实时性，硬实时操作系机器人性能的重要因

7、素。我国工业机器人研究起步较统成为控制器软件部分必须采用的操作系统。KUKA晚，经过几十年的发展，已经攻克了工业机器人的一些公司的机器人控制器采用了Vxwin实时操作系统来关键技术，研制出适用于搬运、焊接、喷涂等多种工作实现系统硬实时控制-o，保证机器人系统的可靠性。的工业机器人。然而，国产控制器与国外产品还有较在国内，／zC／OS—II系统也被应用于工业机器人控制器大差距，国内研制的控制器多为PC+运动控制卡结中。构，这些控制器往往结构复杂，可靠性较差，且价格随着近些年微控制器的飞速发展，开放ARMCor—昂贵。面对

8、已经来临的工业4．0时代和智能工厂的tex内核、集成DSP功能、同时拥有许多外设、更多的发展方向，工业机器人控制系统已经朝着嵌入式、开放I／0引脚、能够满足不同的接口和总线并具有信号处化、低成本的方向发展。国外厂商走在了前面，KUKA理能力的微控制器为单一处理器芯片结构的机器人嵌公司于2011年推出的新一代控制器KRC4_4J，采