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(guān)系到車體的可靠穩(wěn)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(shù)據(jù),并進行信息處理分析,從而下發(fā)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(tài)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(yīng)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(shù)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(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)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(fā)和配置,雖然也可以實現(xiàn)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):即工業(yè)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(shù)據(jù)處理、圖像處理、控制算法等,廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中。工控機和通用計算機的操作沒有區(qū)別,這對操作員的質(zhì)量提出了很高的要求。并且,一旦工控機系統(tǒng)發(fā)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(tǒng)。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(yè)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(fā)嵌入式系統(tǒng)需要高水平的專業(yè)知識以及時間和資源的投入。
上述三者的應(yīng)用并不是涇渭分明的,例如 PLC 的內(nèi)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(tǒng),從而形成一個強大的多任務(wù)計算機。所以,雖然各有自己適用的領(lǐng)域,但是相互之間也會取長補短,融合應(yīng)用。而隨著AGV/AMR技術(shù)的不斷發(fā)展,導(dǎo)航方式愈加多樣化,激光、視覺等新技術(shù)的應(yīng)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(shè)計的控制器,集成了成熟的導(dǎo)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(yīng)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(yè)的需求。此外,它的模塊化設(shè)計也為用戶提供了更多的可定制化選項,以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場景。
AGV/AMR控制器是AGV/AMR控制系統(tǒng)的核心,研制基于嵌入式計算機系統(tǒng)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(shù)發(fā)展趨勢,也是今后研發(fā)工作的重點。
選擇合適的控制器是機器人系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。根據(jù)機器人的應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)品功能應(yīng)用。只有選擇適合的控制器,才能確保機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,提高機器人系統(tǒng)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(tǒng)層面的指標和認證,以保證其可靠穩(wěn)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(huán)境等級等。以及能達到的速度、精度、穩(wěn)定性和響應(yīng)時間。此外,控制器還需要具備冗余技術(shù)指標能力,以確保長期、連續(xù)的可靠穩(wěn)定運行。
在功能應(yīng)用方面,需要根據(jù)自身需求考慮控制器能夠適配不同的導(dǎo)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(jù)實際應(yīng)用需求進行二次開發(fā)。不同的類型的控制器具有不同的功能,因此需要根據(jù)具體需求進行選擇。例如,一些控制器可能支持SLAM技術(shù)(同時定位與地圖構(gòu)建),而另一些可能不支持。
如今,在現(xiàn)代工業(yè)和物流領(lǐng)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(chǎn)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(yè)移動機器人控制器可以讓開發(fā)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(fā)效率和成功率。將固定的研發(fā)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(yīng)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(yù)算和對開發(fā)環(huán)境的熟悉程度等因素。但是確保控制器的穩(wěn)定性和可靠性也是非常關(guān)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(yè)控制器不失為一個更好的選擇
浙江科聰是國內(nèi)領(lǐng)先的機器人核心控制系統(tǒng)和整體解決方案提供商。公司成立于2015年,位于美麗杭州的錢塘江畔。公司致力于為客戶提供國際一流的機器人技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于無人巡檢、倉儲、物流、安保巡邏、清潔、工程車輛、農(nóng)業(yè)機械等眾多領(lǐng)域。
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