用于包裝工業(yè)的工業(yè)機(jī)器人

1、用于包裝工業(yè)的工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是 靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先 編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。工業(yè)機(jī) 器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下 的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡單裝 配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。以食品、 醫(yī)藥行業(yè)為例其產(chǎn)品物料質(zhì)量輕小， 并且對生產(chǎn)與包裝 環(huán)境均有十分嚴(yán)格的要 求，為確

2、保產(chǎn)品包裝效果，必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對其自動快速包裝作業(yè)進(jìn)行研究，不斷提高 作業(yè)的自動化與靈活性， 降低外界因素對產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響。 高速包裝機(jī)器人的提出與應(yīng) 用，可以更好的滿足特殊行業(yè)產(chǎn)品包裝需求，為提高機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定性與高效性，需要確定 關(guān)鍵技術(shù)，從軟件與硬件著手進(jìn)行分析，采取措施來降低機(jī)器人運(yùn)行故障發(fā)生概率。工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有36個運(yùn)動自由度, 其中腕部通常有13個運(yùn)動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn) 生相應(yīng)的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)

3、動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號，并進(jìn)行控 制。包裝機(jī)器人概述高速包裝機(jī)器人即具有高加速度（ 1g ）與高運(yùn)動速度（ 0.5m/s ）的包裝機(jī)器人系 統(tǒng)，對傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器手應(yīng)用現(xiàn)狀來看，因為是將驅(qū)動 單元設(shè)置在各關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)部，機(jī)器人設(shè)計 完成后，整體結(jié)構(gòu)大、質(zhì)量重，不能滿足高速包裝需求 1 。因此，在對高速包裝機(jī)器人進(jìn)行 研究設(shè)計時， 需要以滿足切實需求為根本，最好軟件與硬件系統(tǒng)分析，對原有結(jié)構(gòu) 設(shè)計方 案進(jìn)行優(yōu)化。 隨著各項新型技術(shù)在研究中的應(yīng)用， 現(xiàn)在高速包 裝機(jī)器人在應(yīng)用上已經(jīng)十分廣 泛，尤其是包裝工業(yè)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)大 型物件的搬運(yùn)、裝卸與堆碼，并完成人們不可接觸特 殊產(chǎn)品的包裝。 從作業(yè)種類進(jìn)

4、行分析，包裝機(jī)器人可以分為裝袋機(jī)器人、堆碼機(jī)器人、裝箱機(jī)器人、灌裝機(jī)器人以及包裝輸送機(jī)器人等。包裝工業(yè)機(jī)器人用途 機(jī)器人技術(shù)在包裝工程領(lǐng)域中，應(yīng)用已有很長的歷史。包裝應(yīng)用機(jī)器人作業(yè)的有很多方 面，其中最為成熟的是堆碼、裝箱和灌裝機(jī)器人。在美國、日本、德國等國家許多包裝工序 是用機(jī)器人來完成的。每年一度的國際包裝機(jī)械展覽會上，都會推出新的包裝機(jī)器人。主要 用于體積大而笨重物件的搬運(yùn)、裝卸和堆碼等；人體不能接觸的潔凈產(chǎn)品的包裝，如食品、 藥品，特別是生物制品和微生物制劑：及對人體有害的化工原料的包裝。隨著機(jī)器人技術(shù)的 成熟和產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)，使得包裝工程領(lǐng)域中應(yīng)用機(jī)器人的圍越來越廣。主要有：（ 1 ）

5、集合包裝裝箱：一次將多個包裝件進(jìn)行一次裝箱。（2） 粉料大袋的袋裝：一次性將粉料裝入特定軟袋中，同時完成特定位置的堆碼。例如水泥 及化工產(chǎn)品粉劑的集裝袋包裝。（3） 高速的裝盒裝箱折邊封合多工位包裝一些大型紙箱和托盤的多工位快速包裝， 如將紙箱 裝填完貨物后的折邊、壓邊、封合等。（4） 重物的搬運(yùn)捆扎靠人搬運(yùn)難以實現(xiàn)的重型產(chǎn)品的包裝、 搬運(yùn)和捆扎。如金屬鑄件的堆碼、 捆扎、裹包，尤其是貴重有色金屬中的鋁錠、銅錠、鋅錠等。還有大型冷庫中的凍肉及制品 的搬運(yùn)與堆碼等。（5） 易脆物品的包裝實現(xiàn)一次性將成組的瓶裝產(chǎn)品進(jìn)行裝箱，例如，瓶裝啤酒，瓶裝汽水飲料等物品的裝填包裝等。（6）有害液體的包裝化學(xué)和

6、農(nóng)藥等對人體有害液體的灌裝。（7）識別和檢測對一些包裝產(chǎn)品和包裝貨物在不同條件下， 不同部位的自動識別和多種信息 檢測，同時還具有分級和分類的功能。以上工作，靠人工去完成有機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用。 包裝機(jī)器人的種類：（1）裝袋機(jī)器人定難度。從而促進(jìn)裝袋機(jī)器人是機(jī)座固定回轉(zhuǎn)式，機(jī)身可 360 度旋轉(zhuǎn)，由機(jī) 械手完成包裝袋的輸送、開袋、計量、充填、縫袋和給出堆碼。這是一種智能化較高的包裝 機(jī)器人。（2）裝箱機(jī)器人 類似裝袋機(jī)器人， 一般金屬和玻璃包裝容器的裝箱用剛性包裝箱機(jī)器人完成。 對裝箱包裝（物 品）的抓取有機(jī)械式和氣吸式兩種。它可整體移動。對包裝件進(jìn)行抓取或吸附，然后送人指 定位置上的包裝箱

7、或托盤中。它具有方向性和位置自動調(diào)節(jié)的功能，可實現(xiàn)無箱（托盤）不 卸貨和方向調(diào)節(jié)。這類機(jī)器人是一種較為成熟的機(jī)器人，應(yīng)用很廣。如飲料、啤酒，化妝品， 香煙等。（3）堆碼機(jī)器人 這是一種功率較大的機(jī)器人。要求穩(wěn)定性和平衡性較高。其抓取機(jī)構(gòu)中具有自鎖功能，以確 保從幾十公斤到幾噸的貨物的抓取牢固可靠，它還具有時間、位置和力的參數(shù)控制系統(tǒng)，通 過設(shè)定的控制程序?qū)崿F(xiàn)。（4）灌裝機(jī)器人 這是一種將包裝容器充滿液體物料后，進(jìn)行計量、輸蓋、壓蓋（旋蓋）和識別的機(jī)器人。它 具有無瓶不輸料、不蓋不輸瓶、破瓶報警和自動剔除等功能。在過去我們很多液體物料的灌 裝主要是用這種機(jī)器人的局部功能一一機(jī)械手裝于生產(chǎn)線上，而

8、今，已是將這種機(jī)器人直接 配置在物料生產(chǎn)主機(jī)的后部，實現(xiàn)其自動灌裝。灌裝機(jī)器人有軟包裝和硬包裝之分。這里分 析的是硬包裝（裝瓶）灌裝機(jī)器人。（5）包裝輸送機(jī)器人 這種機(jī)器人在包裝工業(yè)中主要指塑料瓶包裝輸送用的機(jī)器人，是利用動力和特殊的構(gòu)件實現(xiàn) 瓶體（空瓶）的輸送，將瓶桶中的包裝瓶單件快速輸出排列，然后給予一個特定（方向、大 ?。┑牧?。使瓶體準(zhǔn)確地在空中經(jīng)過拋物線路線到達(dá)充填工件。這種機(jī)器人改變了傳統(tǒng)的輸 瓶機(jī)構(gòu)。使得輸送速度加快，輸送空間減小。是一種全新概念的包裝機(jī)器人。它借助于空氣 動力學(xué)和特殊機(jī)械構(gòu)件而實現(xiàn)其輸送作業(yè)的。（6）識別檢測機(jī)器人 這種識別檢測機(jī)器人是一種智能化系統(tǒng)。它分別有包裝

9、成品的識別檢測和產(chǎn)品（如水果等） 分級識別檢測。識別檢測機(jī)器人用了許多先進(jìn)技術(shù)，主要是識別與檢測技術(shù)。它包括高光譜 和多光譜圖像技術(shù)， X 射線探傷檢測技術(shù)、核磁共振檢測技術(shù)、紅外檢測技術(shù)、熱紅外圖像 檢測技術(shù)、激光圖像技術(shù)等?，F(xiàn)著重分析水果包裝中的分級機(jī)器人。無損檢測是實現(xiàn)水果自動分級包裝的關(guān)鍵技術(shù)。 美國研究人員研究表明，用普通CCD攝像機(jī)的機(jī)器視覺可實現(xiàn)水果外部環(huán)境品質(zhì)的無損檢測， 準(zhǔn)確率較高。借助于高光譜、近紅外、中紅外和 X 射線的特性，可獲得更高的檢測準(zhǔn)確率和 處理速度，是目前研究的熱點(diǎn)。近紅外還可檢測水果的糖份，可用于評價水果的品質(zhì)。此外， 還可用水果的介電特性、沖擊檢測技術(shù)來判

10、定水果的在品質(zhì)。水果在檢測分級還需要有專門 的分級裝置、檢測結(jié)果信息的傳遞控制實現(xiàn)水果的傳輸、定向和定位等。這都是水果識別檢 測機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)。包裝機(jī)械的分類1按包裝機(jī)械的自動化程度分類。（1）全自動包裝機(jī)。 全自動包裝機(jī)是自動供送包裝材料和裝物， 并能自動完成其它包裝工序的機(jī)器。(2)半自動包裝機(jī)。半自動包裝機(jī)是由人工供送包裝材料和裝物，但能自動完成其它包裝工序的機(jī)器。2按包裝產(chǎn)品的類型分類。(1) 專用包裝機(jī)。專用包裝機(jī)是專門用于包裝某一種產(chǎn)品的機(jī)器。(2) 多用包裝機(jī)。多用包裝機(jī)是通過調(diào)整或更換有關(guān)工作部件，可以包裝兩種或兩種以上產(chǎn)品 的機(jī)器。(3) 通用包裝機(jī)。通用包裝機(jī)是在指定圍適

11、用于包裝兩種或兩種以上不同類型產(chǎn)品的機(jī)器。3. 按包裝機(jī)械的功能分類包裝機(jī)械按功能不同可分為：充填機(jī)械、灌裝機(jī)械、裹包機(jī)械、封口機(jī)械、貼標(biāo)機(jī)械、清洗 機(jī)械、干燥機(jī)械、殺菌機(jī)械、捆扎機(jī)械、集裝機(jī)械、多功能包裝機(jī)械，以及完成其它包裝作 業(yè)的輔助包裝機(jī)械。我國國家標(biāo)準(zhǔn)采用的就是這種分類方法。4. 包裝生產(chǎn)線由數(shù)臺包裝機(jī)和其它輔助設(shè)備聯(lián)成的能完成一系列包裝作業(yè)的生產(chǎn)線，即包裝生產(chǎn)線包裝工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計1.硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) X軸。X軸結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)機(jī)器人在水平方向的移動，具有負(fù)載大以及位移與行程小等特點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計時需要重點(diǎn)分析伺服電機(jī) 與滾珠絲杠，尤其是伺服電機(jī)設(shè)計效果如何直接 決定著機(jī)械手的運(yùn)作性

12、能。為使得高速包裝機(jī)器人具有高精度與快速響應(yīng)特點(diǎn)，在確定伺服 電機(jī)時，應(yīng)選擇較小轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)矩的設(shè)備，同時還要控制好其時間常數(shù)與啟動電壓，并具有較長時間過載能力，可以更好的滿足低速大轉(zhuǎn)矩要求。伺服電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速計算公式為：n L=VL/PRnM=nL R=其中，nL表示負(fù)載軸旋轉(zhuǎn)速度，nM表示電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)速度3。第一，負(fù)載/電機(jī)慣量比。慣量比越大，伺服參數(shù)調(diào)整難度越大，會影響機(jī)器人作業(yè)穩(wěn)定性，很容易出現(xiàn)振動問題。但是如 果慣量比過小，雖然具有較高的穩(wěn)定性，但是會影響系統(tǒng) 響應(yīng)速度，并會降低系統(tǒng)固有頻率，很容易出現(xiàn)諧振。表1為慣量比對系統(tǒng)性能影響。表1擋比對羅統(tǒng)性堆影響IJ表示電忙驊于箱袖血片人最示

13、滋撫誌甘功厲養(yǎng))iu兀h 仏-K好明2降低X軸負(fù)載總轉(zhuǎn)動慣量(JL)分為直線運(yùn)動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量(JL1 )與絲杠轉(zhuǎn)動慣量(JB)，計算 公式為：JL1=m(PB/2n R)2JB=np IBdB 4 /32第二，轉(zhuǎn)矩。設(shè)計時要求系統(tǒng)連續(xù)工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩W伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，并且所需最大轉(zhuǎn)矩W伺服電機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩。則 X軸連續(xù)工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算公式為：TL=9.8 卩 mPB/2冗 Rn其中，卩 表示滾珠絲杠摩擦系數(shù)，取值 0.2 ； n表示滾珠絲杠機(jī)械 效率，取值為0.9.第三，功率。如果所選電機(jī)功率過大，會造成生產(chǎn)成本增加，但 是功率過小又會影響到驅(qū)動 負(fù)載效果，導(dǎo)致機(jī)器人不能完成設(shè)定包裝作業(yè)軌跡。因

14、此，設(shè)計時要求所選電機(jī)功率滿足公 式：(po+pa /2 v電機(jī)額定輸出(po+pa其中， Po 表示連續(xù)運(yùn)動負(fù)載功率，單位 W； Pa 表示加速運(yùn)動驅(qū) 動功率，單位 W。( 2 ) Y 軸。 Y 軸結(jié)構(gòu)主要在豎直方向進(jìn)行移動，具有較大的有效 形成，在完成一個動作循 環(huán)周期后， Y 軸要進(jìn)行 3 次動作，即取料、 放料以及返回，這就決定了 Y 軸設(shè)計要點(diǎn)為剛 度分析，確保結(jié)構(gòu)在豎 直方向可以自由運(yùn)動，因此伺服電機(jī)需要設(shè)置制動器。對于 Y 軸結(jié) 構(gòu) 各項參數(shù)的計算，完全與 X 軸結(jié)構(gòu)相同。 Y 軸基座與 Y 軸支撐件相互 連接，并且 X 軸 絲杠螺母會與 Y 軸支撐件固聯(lián)，達(dá)到 X 軸與 Y 軸

15、聯(lián) 動的目的。2. 軟件系統(tǒng)設(shè)計(1) 人機(jī)交互系統(tǒng)。需要為快速包裝機(jī)器人設(shè)置一個良好的人機(jī)交互界面，實現(xiàn)對整個運(yùn) 作系統(tǒng)的控制。一般人機(jī)交互系統(tǒng)主要包 括信息顯示區(qū)域、鍵盤區(qū)域、手動控制區(qū)域以及報 警區(qū)域等， 其 息顯示區(qū)域需要能夠正常呈現(xiàn)產(chǎn)品包裝流程、 注意事項以及突發(fā)故障 等信息。 對于參數(shù)設(shè)置區(qū)域的設(shè)計， 主要是包裝任務(wù)的調(diào)整， 而報警 區(qū)域則是對機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn) 行監(jiān)控與管理，在遇到異常情況后進(jìn) 行報警。在維護(hù)階段可以調(diào)出系統(tǒng)日志模塊，分析確定 報警原因與處 理方法，實現(xiàn)對機(jī)器人的有效控制。(2)系統(tǒng)測試模式。以DMCA-18X2運(yùn)動控制器為例，其可以 制定L1n , n, n,

16、n為各軸線性插補(bǔ)移動增量式距離，在啟動程序命 令啟動前，既可以編寫多個程序段。在機(jī)器人包裝運(yùn) 行過程中，如果 緩沖區(qū)有空間，還可以寫入附加程序段，來確保機(jī)器人作業(yè)的連續(xù) 性。其 中，在 C# 程序中，利用“ MajGmand( MG-LM , r ,: ,ture); ”完成讀L1程序段可用空間的操作，其中“ MajGal” 為加載GALIL運(yùn)動控制卡的“Interop.Galil.dll ”運(yùn)動庫后，“ Galil ” 為實例化對象 4 。該軟件系統(tǒng)設(shè)計時可以采 取用圖 1 程序流程方案， 確定機(jī)器人結(jié)構(gòu)各軸直線插補(bǔ)方式運(yùn)行的連續(xù)性。啊軒*?tkIV 1M?CDPfLb *HVJrd i v

17、_Pklb rTS*iv* CCIKAIX 、 艮* D59SQ. b41*azdv rilRiD iv f (LPINI0 *v_Pn|血l -30金聞俱金空何軌圖1插補(bǔ)ffiS送蛙釋畫12同PO選擇彗數(shù)的實監(jiān)結(jié)果h1kRNR1057751303615IOH.35W25 用 5%fl34的紀(jì)ft30K194U弼3 JU驗曲fl.弭歸HdBO.|Ui1.253377ZJJ44.Mi52Kdbbnal 17?5.5582.U_52rildB40OJO77U.&24314H 川cona.US75WBTit“12(X7MJWS76肚31詔B劇p.liijjLl,1M4lq90ftH27AL56L4I

18、M5315dfiKH1WI2259l.2fc7qM.52i7dti耶均an si95.522f服6221標(biāo)醴怕懇3.K75J2J51)1J547經(jīng)過多次實驗得出PSO選擇參數(shù)的結(jié)果如表2表示，從表中可以看出PSO的循環(huán)次數(shù)為 40以上的時候4個參數(shù)值都基本上收斂，表 2中的平均項和標(biāo)準(zhǔn)偏差項是循環(huán)次數(shù)為 40 以上的各參數(shù)的平均和對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。 由此我們可以確定 NLTV的4個參數(shù)的圍：h的圍 為0.12 左右；卩 的圍為95.52。入 的圍為88.62 左右、k的圍為8 左右。包裝工業(yè)機(jī)器人設(shè)計要點(diǎn)1. 精確性對高速包裝機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計時， 需要確保其系統(tǒng)運(yùn)行效果可以滿 足實際生產(chǎn)需求， 即

19、能夠在 原有基礎(chǔ)上來提升生產(chǎn)線打包速度和質(zhì)量，經(jīng)過多次實驗得出 PSO 選擇參數(shù)的結(jié)果如表 2 表示，從表中可以 看出 PSO 的循環(huán)次數(shù)為 40 以上的時候 4 個參數(shù)值都基本上收斂， 表 2 中的平均項和標(biāo)準(zhǔn)偏差項是循環(huán)次數(shù)為 40 以上的各參數(shù)的平均和對應(yīng)并且系統(tǒng)速度在設(shè)計 上還具有一定的上升空間， 為生產(chǎn)線的下次升級 預(yù)留設(shè)計空間。 在設(shè)計時應(yīng)做好精確度的控 制，即在具有高速功能的 同時，還具有較高的定位精度，主要因為在產(chǎn)品包裝過程中如果定 位 不精準(zhǔn)，很容易導(dǎo)致物料、產(chǎn)品與送料軌道或其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生碰撞，嚴(yán) 重的甚至?xí)?dǎo)致機(jī) 器人損壞。2. 可靠性 工業(yè)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計上，為達(dá)到高

20、精度要求，一般設(shè)計 比較簡單，不存在硬件冗余 情況，基本上為可靠性比極高的串聯(lián)模型。 因此，在對高速包裝機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計時，在做好 對各重要部件設(shè)計的 基礎(chǔ)上，還需要做好對加工精度、 裝配關(guān)系等因素的分析， 做好系統(tǒng) 運(yùn) 行狀態(tài)的檢測，具有良好的故障診斷能力，可以及時解除機(jī)器人故 障狀態(tài)，提高其運(yùn)作可靠 性 2 。3. 動態(tài)性 高速包裝機(jī)器人在設(shè)計時需要確保其具有高效的作業(yè)能力， 即具 有優(yōu)良的動態(tài)特性， 達(dá)到高 速作業(yè)的效果。由此決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計時， 要控制好結(jié)構(gòu)重量與慣量，在確保其具有剛度與強(qiáng) 度前提下，對結(jié)構(gòu) 尺寸、外形以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析。同時，為提高機(jī)器人作業(yè)效率， 同時還需要做好對

21、控制系統(tǒng)的研究分析， 爭取提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性 以及響應(yīng)速度， 達(dá)到高 效運(yùn)作的目的。4. 控制性 為對高速自動包裝機(jī)器人工作循環(huán)間隔時間進(jìn)行優(yōu)化， 需要做好 對快速下行以及快速上行時 間的控制， 尤其是要注意快速上行與下行 換速時會產(chǎn)生較大的沖擊振動， 進(jìn)而會降低結(jié)構(gòu)運(yùn) 行的穩(wěn)定性?；?產(chǎn)品包裝實際過程中需要 180 旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)，為避免機(jī)器人轉(zhuǎn)向造成已包裝完產(chǎn)品被打散， 要著重研究旋轉(zhuǎn)啟動與停止階段的設(shè)計， 提高系 統(tǒng)對運(yùn)行軌跡控制的效果， 利用較高的控制效果來提高機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定性。包裝工業(yè)機(jī)器人技術(shù)原理 機(jī)器人控制系統(tǒng)是包裝機(jī)器人的大腦，是決定包裝機(jī)器人功能和性能的主要因素。包裝工業(yè) 機(jī)器

22、人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動位置、姿態(tài)和軌跡、操 作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提 示和使用方便等特點(diǎn)。關(guān)鍵技術(shù)包括：(1) 開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：采用分布式CPU計算機(jī)結(jié)構(gòu)，分為機(jī)器人控制器(RC),運(yùn)動控制器(MC)，光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機(jī)器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口 /CAN總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人控制器(RC)的主計算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動 規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字 I/O 、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信 息的顯示和按鍵的輸入。(2) 模塊化層次化

23、的控制器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實時多任務(wù)操作系統(tǒng) Linux 上，采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個 層次：硬件驅(qū)動層、核心層和應(yīng)用層。三個層次分別面對不同的功能需求，對應(yīng)不同層次的 開發(fā)，系統(tǒng)中各個層次部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實 現(xiàn)該層次所提供的功能。(3) 機(jī)器人的故障診斷與安全維護(hù)技術(shù)：通過各種信息，對機(jī)器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應(yīng) 維護(hù)，是保證機(jī)器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。（4）網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人控制器技術(shù)： 當(dāng)前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā) 展，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要?？刂?/p>

24、器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián) 網(wǎng)功能?？捎糜跈C(jī)器人控制器之間和機(jī)器人控制器同上位機(jī)的通訊，便于對機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn) 行監(jiān)控、診斷和管理。包裝工業(yè)機(jī)器人技術(shù)特點(diǎn)（1）技術(shù)先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人集精密化、 柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體， 通過對過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成 本、減少資源消耗和環(huán)境污染，是工業(yè)自動化水平的最高體現(xiàn)。（2）技術(shù)升級包裝工業(yè)機(jī)器人與自動化成套裝備具備精細(xì)制造、 精細(xì)加工以及柔性生產(chǎn)等技 術(shù)特點(diǎn)，是繼動力機(jī)械、計算機(jī)之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具， 是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段。（3）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛工業(yè)機(jī)器人與自動化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備， 可用于包裝， 制造、 安裝、檢測、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機(jī)械、軌道交通、 低壓電器、電力、 IC 裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應(yīng)用領(lǐng) 域非常廣泛。（4）技術(shù)綜合性強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人與自動化成套技術(shù)，集中并融合了多項學(xué)科，涉及多項技術(shù)領(lǐng) 域，包括工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、機(jī)器人動力學(xué)及仿真、機(jī)器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技 術(shù)、模塊化程序設(shè)計、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細(xì)物流等先進(jìn)制造技 術(shù)，技術(shù)綜合性強(qiáng)。庫卡機(jī)器人（）建立于2000年。KUKA公司工