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1、第24卷第5期机器人ROBOTVOl.24,NO.52002年月Sept.,2002文章编号:1002-0446(2002D05-0443-04基于WindowsNT的开放式机器人控制系统张广立谈世哲杨汝清(上海交通大学机器人研究所上海200030;中国科学院机器人学开放研究实验室沈阳110016D摘要:本文介绍了一个在WindOwSNT平台上开发的工业机器人控制系统,该系统可在通用的工业计算机上运行,系统运行环境为WindOwSNT加RTX实时扩展,可保证良好的实时性.该系统硬件平台为标准的PC硬件平台,控制软件
2、采用模块化设计,具有良好的开放性和可扩展性.关键词:机器人控制器;开放结构控制器;实时控制中图分类号:TP24文献标识码:BANOPENARCHITECTREOFROBOTICCONTROLSYSTEBASEDONWINDOWSNTZ~ANGGuang-liTANShi-ZheYANGRu-ging(Ro}otlnstzt/teofshanghazzaotongunzuelsztyshanghaz200030DAbstract:ThiSpaperintrOduceSainduStrialrObOticcOntrOl
3、SyStembaSedOnWindOwSNT.ThiSrObOticcOntrOlSyStemcanrunatgeneralinduStrialcOmputerS.OwingtOuSingWindOwSNTOperatiOnSyStemandRTXreal-timeextenSiOn,thecOntrOlSyStemcanachieVegOOdreal-timeperfOrmance.BaSedOnStandardPChardwareplatfOrmanddeSignedwithmOdulariZedStructu
4、reOfSyStemSOftware,thecOntrOlSyStemiSOpenandextenSible.Keywords:rObOtcOntrOller,OpenarchitecturecOntrOller,real-timecOntrOl1引言(IntrodlctionD了我们开发的一种基于WindOwSNT的开放式工业机器人控制系统,该系统硬件平台为标准的PC硬件传统上的工业机器人所采用的控制系统基本上平台,控制软件采用模块化设计,具有良好的开放性是设计者基于自己的独立结构而开发的,它采用了和可扩展性.专
5、用的计算机~专用的机器人语言,专用的操作系统,专用的微处理器[1]2系统结构(SystemarchitectlreD,这种封闭式结构限制了它的可扩展性和灵活性,不便于对系统进行扩展和改进.机器人控制系统是一个具有多任务并行执行的由于专用的封闭式结构的局限性,现代机器人控制实时控制系统,实时控制系统从结构上分大致有两器在向开放式~通用性方向发展[2,3].种[5,6]:多处理器系统和单处理器系统.多处理器系到目前为止,开放式机器人控制器的硬件平台统(主从式D中主CPU是一般用途的CPU,通常这种大致可以分为两类:基于
6、VME总线的系统和基于系统的主CPU运行非实时操作系统.从CPU是嵌[3]PC总线的系统.采用通用PC作为机器人控制器入式的CPU如DSP,所有实时任务在从CPU上运的主控计算机的优点是:成本低,具有开放性,完备行.多处理器系统的柔性和可扩展性比较差.单处理的软件开发环境和丰富的软件资源,良好的通讯功器系统中只有一个CPU,控制程序和用户图形界面能,用户基础广泛.目前MOTOMAN~SEIKO等均程序在同一个CPU上运行,为满足控制算法对时间把基于PC的机器人作为主要发展方向[3].本文介绍的严格要求,需要一个实时
7、环境或一个实时操作系基金项目:国家自然科学基金资助项目(批准号65014D;国家63机器人柔性自动化装配网点基金资助项目(63-512-20-04D;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室资助项目.收稿日期:2002012444机器人2002年9月统.象机器人控制器这类要求控制周期非常小的情法,如基于传感器的控制~力控制以及一些智能控制况下,采用单处理器结构会限制系统的性能.综合考算法.采用这种结构,可以在位置控制的基础上扩展虑这两种结构的优缺点,我们采用了多处理器结构,出基于视觉和力觉的机器人系统,具有极大
8、的灵活但在主CPU上运行通用操作系统WindoWSNT加性.为了弥补单CPU系统的不足,我们把关节伺服上实时环境RTX,在实时环境中运行一些上层控制控制用DSP运动控制板实现,可保证机器人的位置任务,最底层的伺服控制由DSP运动控制卡实现,系伺服精度.这样系统既保证了机器人的位置伺服精统结构见图1.在实时环境中可以进行时实路径规度,又增加了控制器的灵活性和可
