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帶你從0了解移動機器人(五) ( 如何選擇控制器類型)

科聰 ? 2023-08-31 13:32 ? 次閱讀

控制器是移動機器人(AGV/AMR)最主要的核心部件,是整個車體的“大腦”,關系到車體的可靠穩定、性能指標和安全性。它通常用于接收傳感器模塊采集的數據,并進行信息處理分析,從而下發各種運動指令的硬件。目前,移動機器人控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡,操作順序及動作的時間等。

1控制器類型

控制器在移動機器人中的重要性不言而喻,它們控制和管理機器人的所有活動。可以說,一個好的控制器可以提高機器人的性能、可靠性和安全性,并為不同的應用場景增加更多的功能。目前,我們將AGV/AMR采用的車載控制器基本分為以下四種:

PLC即可編程程序控制器,是一種專用的數字化控制器,其主要功能是進行離散信號的輸入輸出、邏輯運算、數據采集和控制執行等。但PLC的可編程性比較有限,只能使用PLC專用的編程語言進行程序的開發和配置,雖然也可以實現控制和運算功能,但相對來說精度和速度都比較有限。

工控機(IPC):工業控制計算機,具有重要的計算機屬性和特征,其主要功能是進行數據處理、圖像處理、控制算法等,廣泛應用于復雜的工業自動化控制系統中。工控機和通用計算機的操作沒有區別,這對操作員的質量提出了很高的要求。并且,一旦工控機系統發生故障,很難診斷出故障組件,價格適中。

單片機(MCN):是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統。它們體積小、成本低、易于編程,然而,單片機的所有組件都不是工業級的,抗干擾能力特別是電源的抗干擾能力很弱,并且用MCU開發嵌入式系統需要高水平的專業知識以及時間和資源的投入。

上述三者的應用并不是涇渭分明的,例如 PLC 的內部核心就是一個嵌入式單片機;而工控機的編程語言可能也采用了 PLC 中常用的梯形圖等語言;單片機上面也可以裝載嵌入式實時操作系統,從而形成一個強大的多任務計算機。所以,雖然各有自己適用的領域,但是相互之間也會取長補短,融合應用。而隨著AGV/AMR技術的不斷發展,導航方式愈加多樣化,激光、視覺等新技術的應用對控制器的算力要求大幅提高,這也催生了移動機器人專用控制器的誕生。

移動機器人專用控制器:是一種為移動機器人專門設計的控制器,集成了成熟的導航和運動控制算法(例如:激光定位算法、麥克納姆輪控制算法),具有功耗低、響應速度快、抗干擾能力強等特點,可以更好地滿足移動機器人行業的需求。此外,它的模塊化設計也為用戶提供了更多的可定制化選項,以適應各種不同的應用場景。

AGV/AMR控制器是AGV/AMR控制系統的核心,研制基于嵌入式計算機系統的專用AGV/AMR車載控制器,取代以采用工控機或通用PLC作為主控單元的AGV/AMR車載控制器是未來的技術發展趨勢,也是今后研發工作的重點。

選擇合適的控制器是機器人系統中至關重要的一環。根據機器人的應用場景和功能需求,可以選擇不同類型的控制器。那么如何選擇適合自己的控制器呢?

2選擇控制器的核心因素

一般來說,選擇一款好的產品是需要多維度來衡量的,在選擇控制器時除了需要考慮性能外,還需要考慮產品功能應用。只有選擇適合的控制器,才能確保機器人系統的穩定性和可靠性,提高機器人系統的性能和效率。

在性能方面,控制器需要具備一定的硬件、嵌入式、算法和系統層面的指標和認證,以保證其可靠穩定性,包括溫度范圍(-40~80)℃、相對濕度范圍(10~90)% RH 、IP防護等級IP54以上、是否具有防爆認證、腐蝕氣體環境等級等。以及能達到的速度、精度、穩定性和響應時間。此外,控制器還需要具備冗余技術指標能力,以確保長期、連續的可靠穩定運行。

在功能應用方面,需要根據自身需求考慮控制器能夠適配不同的導航方式和底盤類型,同時具備一定的開放性,以支持用戶根據實際應用需求進行二次開發。不同的類型的控制器具有不同的功能,因此需要根據具體需求進行選擇。例如,一些控制器可能支持SLAM技術(同時定位與地圖構建),而另一些可能不支持。

如今,在現代工業和物流領域,移動機器人專用控制器已成為不可或缺的一部分,為增強生產力和降低人工成本做出了巨大的貢獻。而為了更好的適配自己的機器人,使用專業移動機器人控制器可以讓開發者專注于項目本身,而不必在底層硬件和軟件上花太多精力,從而提高研發效率和成功率。將固定的研發成本,把不可控制的時間成本變成一個可控的成本。您將有更多的精力去專注于最終用戶的應用方案,工藝流程等。

選擇合適的控制器取決于所需的功能、預算和對開發環境的熟悉程度等因素。但是確保控制器的穩定性和可靠性也是非常關鍵的,這將直接影響到機器人的性能和工作效果。移動機器人專業控制器不失為一個更好的選擇。

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