如何明智的选择搭配机器人的控制设计

  工业机器人我们一般分为几个部分：控制器系统、机械手（驱动系统）、示教器、视觉与传感器、末端执行器。不一样的工业机器人会有在轴设计和轴数上有些不同，也就是在驱动系统上略有不同，比如关节型机器人具有旋转轴，旋转轴的数量从简单的三轴结构到多个关节不等，CSARA具有两个平行轴等等，但在整体的控制设计上，都采取集中式设计或者分散式设计。

  控制器系统我们常常称机器人控制器系统是机器人的大脑，这里面包括了运动控制器、内部和外部通信系统和任何潜在的功率级。潜在的功率级指的是，若机器人要移动重物，肯定需要在电机上施加足够的力才能实现该功能。这个力由电能产生，并从功率级提供给电机。这个功率影响机器人属于高压系统还是低压系统。

  集中式的机器人系统，机器人的控制柜会集中驱动系统的大多数电子模块，而在分散式系统中，这些模块中的其中一些模块将移至机器人的机械手驱动系统中，以支持多种外观尺寸，包括机柜的外观尺寸、电缆等。

  目前大多机器人厂商都是提供集中式的控制管理系统，这样更方便。因为在分散式的系统中，伺服驱动相关电子器件的运行环境与在集中式系统中完全不同，常常要对部分系统来进行重新开发。

  控制与伺服驱动在自动化行业，伺服电机控制是一个老生常谈的通用技术了，工业4.0的兴起加速了自动化系统的升级，这也增加了伺服驱动的升级。现在的自动化系统要求伺服驱动能控制更多的轴数，能实现更多智能化的功能。

  在控制系统需求还没有现在这么复杂的阶段，最常见的设计是用MCU以及FPGA来执行控制算法，并提供外设以连接至驱动器输出和电机反馈。这种设计我们已见过很多了，基本上国内外做MCU的厂商都会涉及一部分这样的业务，国外知名的像TI的C2000系列，ST的STM32系列等等，国内知名的同样不少，国民的N32系列，峰岹的FU68系列，兆易的GD32E系列等等。功能要求不多的控制，单颗或多颗MCU就够了，有些会视情况加FPGA。加FPGA一般就是MCU负责通讯处理、系统母线监测和温度监测等、人机交互界面驱动等功能，FPGA负责逻辑处理和运动控制等功能，实现对整个伺服系统的协同控制。

  就目前国内外MCU厂商提供的用于机器人控制器MCU来看，M4以及M4F内核居多，支持FPU浮点运算，主频也够高，可满足各种运动算法高算力需求，外设资源各异。M7内核加DSP的异构架构在高端领域的工业机器人中也很有优势。

  为了减少外部板需求，缩小空间减少相关成本，慢慢的变多功能（通信、PLC等等）加入控制板中，集成性的提高意味着硬件性能也必须要跟上。从机器人控制管理系统的发展的新趋势里能确定的是多核异构架构才能满足机器人系统全部的处理需求。MCU+FPGA异构架构，MCU+DSP异构架构，MCU+MPU架构等多核异构设计在以后的机器人中会慢慢的常见。

  以往厂商会第一先考虑采用DSP来优化控制算法，但现在实时处理数据的能力逐渐重要，因此带宽对伺服驱动是一个很重要的指标，足够的带宽才能同时处理多个轴的输入，并留有足够的裕量用于其他功能。DSP在机器人控制里独立的方案慢慢的变少，独立DSP正在慢慢的变多地转向SoC的一个处理单元。

  实时处理数据的能力逐渐重要，所以ArmCortex-A和Cortex-R内核在现在的机器人应用里也慢慢变得常见，二者各有千秋。Cortex-A能够给大家提供我们上面说到的高带宽，实现机器人对多轴数据的实时快速处理，高带宽也很方便进行网络通信等其他功能。但相比之下它缺少Cortex-R内核的实时组件，单论伺服控制方面Cortex-R会更适合。

  小结机器人系统控制往多核处理器靠拢，不同内核之间分散各个回路可以使专用于每个回路的处理带宽最大化，这肯定会提升系统的控制解决能力，并完成更多其它功能的实现。上面这些不同内核，优势各异的处理元件如何明智的选择如何搭配在机器人控制设计中有着很多玩法与变化。关键字：引用地址：如何明智的选择搭配机器人的控制设计

  维科杯·OFweek 2022中国 机器人 行业年度评选（简称OFweek Robot Awards 2022），是由中国高科技行业门户OFweek维科网及旗下权威的机器人专业媒体-OFweek维科网·机器人共同举办。该评选设立至今已有十余年，是中国机器人行业内的一大品牌盛会，亦是高科技行业具有专业性、影响力的评选之一。 此次活动旨在为机器人行业的产品、技术和企业搭建品牌传播展示平台，并借助OFweek维科网平台资源及影响力，向行业用户和市场推介创新产品与方案，鼓励更多企业投入技术创新；同时为行业输送更多创新产品、前沿技术，一同畅想机器人行业的未来。 今年，OFweek Robot Awards 2022将全新升级，在去年奖项的

  众所周知，科技公司会以各种各样的形式为自己的员工提供补贴，其中就包括免费餐食。但问题是，如果他们要去公司餐厅吃饭的话，那就必须抓紧时间吃完立刻回到办公室。 然而现在，这一问题已找到了一种解决办法。上图所示的自动行驶小机器人，会专门为硅谷科技工作人员提供午餐和其他物品的快递服务，为工作本就忙碌的他们带来更多便利。 Starship Technologies正是研发这款小机器人的公司，来自英国伦敦。近日，该公司宣布，在美国和欧洲的大型公司和校园中，大范围推广这一自动快递机器人服务。其实，早在前段时间，加州山景城的科技公司Intuit，就慢慢的开始采用机器人来完成食品和办公用品的送递工作了。 去年，我们对Starship公司的机器人进行了一个

  “金明精机7月15日与清华大学正式签署了合作协议书，决定联合成立“智能康复机器人联合研究中心”（以下简称“联合研究中心”）。据介绍，在本协议的有效期内，金明精机将向联合研究中心三年累计提供经费不少于1500万元。 本次合作的目标为构建智能康复机器人有关技术的研究平台，研究开发高端康复机器人有关技术，并在此基础上研发数字化和基于网络化的智能康复系统，努力推动我们国家智能康复机器人技术达到国际领先水平并为健康产业不断提供高新技术。为实现以上描述的目标，联合研究中心首要工作任务为构建支持智能康复机器人相关科研的软硬件环境和工作平台，开展基于数字化和网络化的上肢与下肢康复机器人的关键技术探讨研究，并力争实现临床患者的临床对照实验研究。 本次

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  0据业内多个方面数据显示，2019年第一季度全世界运动控制产品出货量比2018年同比下降了0.2％，不过，比2018年第四季度增长了0.6％。 报告数据显示2019年第一季度，整个市场中最大的类别是，此部分占据了39％的出货量，其次是执行器和机械系统，这部分占据18％的出货量，然后是驱动器，占比17％的出货量。 虽然销售数据略有下降，但业内对行运动控制的未来市场发展的潜力较为乐观，因为从2018年第四季度到2019年第一季度看到了增长的趋势。运动控制和电机技术在全球自动化发展中发挥着重要的作用，尤其在人机一体化智能系统的大趋势下，这些将变得更智能、更强大和更高效率。 因此，有人预计未来6个月运动控制的销量和出货量将继续增长。 机器人市场放缓，零部

  “我们将建立21条生产线。当所有生产线秒就能制作出一件T恤。我们每天将为Adidas生产80万件T恤。在全世界内，即使是最便宜的劳动力市场也无法与我们竞争。对此我感到很兴奋。”中国一家服饰公司董事长如此豪迈的说到。 是什么让他如此有底气呢？原来，此公司在生产线上采用了机器人裁缝“Sewbot”，这款机器人缝制系统每22秒就能生产一件T恤，每天能为Adidas生产80万件T恤。据了解，机器人裁缝“Sewbot”在缝制服装之前，会使用相机和针的组合来追踪布料的摆放位置，其准确度远超人类。 如此之高的工作效率和准确度的机器人裁缝出现，可以说它彻底改变了纺织制造业。科技的进步固然是好事，但是机器人裁缝的出现对那些

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  篇

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