EtherCAT架构的PC型多机器人控制方案

刘聪俊，何岭松

（华中科技大学 机械科学与工程学院，武汉 430074）

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随着德国工业4.0和《中国制造2025》的提出，机器人的应用逐步从机器人单机、制造单元智能化向多机器人组成的自动化生产线的全面自动化方向发展，其控制系统需要能够根据不同的应用集成不同的设备模块，并可以在不同的软硬件平台下进行移植[1]。因此，面对智能制造，机器人应用不仅要求控制系统具有较好的控制特性，还要有较强的扩展能力。

为了降低成本并提高系统的运行效率，一些制造厂商提出了基于PC的工业控制系统方案，这种控制系统可以很好地兼容PLC应用的同时，还可以提高系统的集成度。其中，德国Beckhoff公司是基于PC的自动化技术的先驱之一，其提出的一种实时以太网PC控制解决方案，将基于PC的控制技术、高速EtherCAT通讯和现代化驱动技术整合在一起，可以很好地满足在智能制造中灵活的工艺需求[2]。目前已经有很多公司采用了基于PC的控制方案，自2010年以来，库卡公司一直采用EtherCAT作为KR C4系列控制系统的系统总线，并以工业PC机作为机器人控制器以确保库卡机器人系统的高性能和开放性[3]。葡萄牙公司索德西亚（Sodecia）搭建了基于EtherCAT技术的生产和装配汽车零部件的全自动生产线，其生产单元由一台工业PC机和21台KUKA机器人组成，充分发挥了PC控制的优势，降低生产线结构冗余的同时还提高了系统的吞吐量。在国内，深圳市软赢科技有限公司（SoftServo）研发了基于EtherCAT总线的创新型多机器人协作控制系统RMX[4]。……