搬運機器人智能控制系統的設計

劉朋 王琨 黃銀花

摘要：隨著科學技術的不斷進步，搬運機器人已經作為一種發展迅速、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今后的發展趨勢，也是蘊藏了巨大的經濟價值和效益。因此對于搬運機器人智能控制系統設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的硬件設計，其次介紹了搬運機器人控制系統的軟件構成，最后對全文進行歸納總結。

關鍵詞：搬運；機器人；智能控制；系統

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，能夠將動態決策、環境感知、規劃行為等多種功能進行綜合，其發展與人工智能技術、計算機信息技術、自動化控制技術以及工程力學技術的發展密切相關。隨著上述工業技術的不斷發展，搬運機器人的發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境中，搬運機器人往往能夠充分發揮其性能優勢。在我國搬運機器人經歷了較長時間的發展，從小負荷到大負荷的發展趨勢。當下搬運機器人已經實現了分揀、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已經達到了較高的智能化技術，并且在機器人軟件設計和硬件配置上都已經取得了不錯的成績，通信技術、傳感器技術、編程技術、運算技術、PLC技術、PC機技術的成熟以及融合為搬運機器人的產生和發展奠定了重要基礎。

1 搬運機器人智能控制系統的硬件設計

1.1 控制結構

搬運機器人的控制結構比較復雜，構成搬運機器人控制結構的主要有雙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缺點。隨著工業產業的不斷發展，工業生產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勢體現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定性，也具備較強的抗干擾能力，在實際生產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，需要企業花費較多的生產成本。

1.2 硬件模塊

搬運機器人智能控制系統的核心部分體現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系統自身所帶有的算法對其接收到的信息進行計算，還需要充分發揮系統模塊的作用，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進行工作，從而完成相應的工作內容。伺服驅動模塊也是硬件系統的重要組成部分，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，實現對機器設備的準確定位。

2 搬運機器人控制系統的軟件構成

2.1 技術要求

軟件技術是滿足智能機器人搬運作用工作要求的重要內容。通過軟件的作用能夠充分發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構實現科學搭配，從而實現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，不僅需要硬件設備保證其靈活性，還需要較好的軟件功能，實現更好的人機交互。

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、數據管理功能、坐標定位功能、程序管理功能、動作指示執行功能等內容。各個功能的需求主要通過在線監控、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揮其作用，來實現硬件結構的完美銜接，由此來充分發揮拌勻機器人在實際操作過程中的優勢。充分發揮搬運機器人的功能要求的優勢，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重要的景真理。

3 結語

搬運機器人智能控制系統的發展離不開相關行業技術的發展，通信技術、傳感器技術、編程技術、運算技術的發展都會對搬運機器人智能控制系統的今后發展產生重要影響。搬運機器人的設計應該綜合考慮其用途及工作環境，這不僅能夠節約一定的成本，也能夠充分發揮搬運機器人的性能優勢，在實際生產生活中達到事半功倍的效果。

參考文獻

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