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#智能機器人運動控制解決方案 #宏集MC控制器 #機器人控制

導(dǎo)讀

近年來，工業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)χ悄軝C器人運動控制系統(tǒng)的需求不斷增長。

常見的工業(yè)機器人運動控制方式有兩種 ：一種是基于工控機和控制卡，功能強大但復(fù)雜、布線多、兼容性差；另一種是基于軟PLC，使用個人計算機或嵌入式控制器，具有開放的體系結(jié)構(gòu)、便于開發(fā)和維護，支持多種編程語言，不受技術(shù)壟斷限制。

宏集的MC系列控制器，結(jié)合了先進的CODESYS軟PLC編程環(huán)境，為用戶帶來了無與倫比的優(yōu)勢和靈活性。

（一）控制系統(tǒng)方案設(shè)計

宏集機器人控制系統(tǒng)采用一主多從的控制模式 ，主站采用__宏集MC-Prime控制器__，從站采用帶EtherCAT接口的伺服驅(qū)動器，主站和從站之間采用工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT進行數(shù)據(jù)通訊。

軟件開發(fā)平臺在PC端采用__CODESYS編程環(huán)境__，支持基于IEC-61131-3的6種標準編程語言（梯形圖，結(jié)構(gòu)化文本，順序功能圖等），編譯通過后固化到工控機上，直接發(fā)送指令控制機器人的運動。機器人控制系統(tǒng)模型如下圖所示.

機器人控制系統(tǒng)架構(gòu)

（二）方案優(yōu)勢

01 支持多軸控制和豐富的運動算法

宏集MC-Prime控制器__基于CODESYS平臺__進行開發(fā)，通過圖形化編程界面和豐富的函數(shù)庫使得編程變得簡單而直觀。例如，在Delta機器人控制過程中，可以將將三足機器人整體視為一個運動軸組，通過綜合控制機器人的各個關(guān)節(jié)和動作，實現(xiàn)機器人的整體運動和姿態(tài)調(diào)整。

宏集MC-Prime控制器集成了__CODESYS SoftMotion__庫的功能，為CNC和機器人控制帶來了顯著優(yōu)勢：

? 完整的CNC編程支持

宏集MC-Prime控制器結(jié)合CODESYS提供的符合DIN66025標準的3D CNC編輯器和G代碼編程支持。這使得宏集MC控制器能夠在IEC61131-3標準的上位編程環(huán)境中實現(xiàn)復(fù)雜的CNC控制，簡化了CNC編程流程并提高了效率。

? 內(nèi)置的CNC功能庫

宏集MC-Prime控制器內(nèi)置了所有必要的CNC POU庫，包括幾何數(shù)據(jù)處理、插補和運動學(xué)變換等。這些庫使MC控制器成為一個強大的CNC控制平臺，能夠靈活應(yīng)對不同的CNC應(yīng)用需求。

? 軟件集成機器人控制

通過CODESYS SoftMotion Robotics庫，宏集MC-Prime控制器支持軸組的運動學(xué)模型設(shè)置和機器人路徑規(guī)劃。它還支持PLCopen Part4標準功能塊，提供了集成的機器人模型，包括各種龍門機器人、三足機器人和SCARA機器人等。

工程師可以通過調(diào)用SoftMotion運動庫中的功能塊，輕松地實現(xiàn)復(fù)雜的運動控制算法和邏輯，加快開發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率。

02 高性能實時控制

宏集MC系列控制器配備先進的多核處理器和實時操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)微秒級實時性和毫秒級的運動控制響應(yīng)。這意味著用戶可以實現(xiàn)高精度、高速度的機器人運動，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和效率。

宏集MC系列控制器進行多軸控制的軸數(shù)和實時性如下：

03 高安全性，SIL3， PLe安全等級

__宏集SC安全控制器可以有效地監(jiān)測和控制機器人運動過程中的安全風(fēng)險，__通過實時監(jiān)測機器人位置、速度和周圍環(huán)境，及時檢測潛在的碰撞或危險情況。例如，通過安裝安全傳感器（如光柵、激光掃描器、安全攝像頭等），安全控制器能夠檢測到人員進入危險區(qū)域，并及時停止機器人的運動，從而保護操作員的安全。

在工業(yè)生產(chǎn)中，機器人安全是一個重要的法規(guī)和標準要求。通過集成宏集SC安全控制器，可以__使機器人系統(tǒng)滿足高度嚴格的安全完整性要求（SIL 3）和機械安全性能要求（PL e）__，這種級別適用于對安全性能和機械可靠性要求都非常高的應(yīng)用場景，可以幫助企業(yè)遵守相關(guān)的安全法規(guī)和標準，降低潛在的法律風(fēng)險和責(zé)任。

SIL 分為 SIL 1 到 SIL 4，SIL 數(shù)字越高，表示系統(tǒng)在減少危險發(fā)生和控制風(fēng)險方面的性能要求越嚴格；PL 分為 PL a 到 PL e，PL 級別越高，表示系統(tǒng)在執(zhí)行安全功能時的性能要求越高。

（三）總結(jié)

宏集MC系列控制器結(jié)合CODESYS編程環(huán)境和宏集SC安全控制器，為用戶提供了全方位的智能機器人運動控制解決方案。這種集成提升了__生產(chǎn)線靈活性和響應(yīng)能力__，簡化了系統(tǒng)集成和維護。CODESYS開放架構(gòu)和豐富函數(shù)庫為宏集MC控制器__提供定制和擴展能力__，助力企業(yè)應(yīng)對快速變化的生產(chǎn)需求， 提高生產(chǎn)效率和可靠性 。

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審核編輯 黃宇