开放型机器人控制器-1(介绍)

一 概述

        近几年，随着各类总线控制技术的成熟，机器人上用的伺服驱动器已经逐步过渡到总线类型，尤其是EtherCAT和CANopen。针对以上两种总线，都有相应的控制器解决方案。为了进一步方便用户定制自己的控制器，下面介绍一种半开源的平台，方便用户结合自己的应用逻辑来开发独具特色的机器人控制器，主要特性有：

1. 适配多种常见构型，Delta，SCARA，直角坐标，码垛机器人，6轴机械臂等；
2. 全功能仿真模式，只需要一块板卡就能完成所有指令的测试与仿真计算；
3. 支持客户特殊构型，需要定制相关正逆解；
4. 支持多种总线伺服，EtherCAT，CANopen等；
5. 包含1个用户设置流程和5个周期性用户任务，开放给用户使用；
6. 支持空间直线，圆弧，样条曲线插补轨迹；
7. 多运动曲线之间轨迹平滑与前瞻；
8. 支持定制其它客户需求；

二 机器人控制架构

一个完整的机器人控制器，软件上包含了诸多模块，从简化的角度看，主要有以下模块，如图1所示。

图1 机器人控制器组成

图1中的模块，是组成一个机器人控制系统的最少模块，其余一些辅助模块，就不一一列举了。在开放型控制器中，通信模块的介质，是可以根据用户需求来更改的。例如使用以太网，485，232都可以。其余模块，例如伺服驱动模块，对应了不同品牌的伺服电机。正逆解模块中，已经标配了几种常见的构型，例如Delta，SCARA，UR，ARM6关节机械臂，三坐标加工，码垛机器人等。同时支持用户来定制。剩余模块，功能基本固定。例如插补模块，具备三维直线，圆弧，样条曲线功能。

三 使用方法

开放型控制卡采用工业款EtherCAT主站卡为载体，提供基础功能库，方便客户进行二次开发，具体方法如下：

对于用户开放的模块是user.c和main.c

其中main.c中，定义了整个程序的主体框架，如图2所示。

图2 开放控制卡主函数

在初始化设置部分，提供控制卡本身的初始化函数Bant_setup，以及开放给用户使用的设置函数Task_user_setup，这个