基于单处理器的开放式系统已经成为机器人控制系统的发展趋势,系统由专用机器人语言和专用微处理器的封闭式结构走向通用、实时、多任务、模块化、具有人机接口和网络功能的开放式结构。 随着微处理器技术的发展,PC机以其标准的接口、合理的硬件结构及优异的性能价格比,成为机器人控制系统开发的首选硬件平台。对于基于PC的机器人控制系统,系统的软件构架尤其重要,不仅要有友好的人机界面,而且必须是实时多任务的和体系开放的。本文提出基于Windows NT+RTX平台的机器人伺服系统的开发方法。 本文首先进行了机器人运动分析及仿真,以确定机器人手臂的有效工作区域和验证各种运动的可行性,并采用Visual C++6.0进行开发,可以实现仿真和机器人控制的有效结合。 接着论述了双臂教学SCARA机器人伺服系统的设计方法,并进行了机器人的伺服控制研究。系统硬件主要由PC机、硬件控制箱和机器人本体组成,采用“PC+控制卡”的控制平台,控制卡有I/O卡、D/A卡和数据采集卡。系统软件采用Windows NT+RTX实时平台,系统的所有功能都在这个平台下实现。其中,软件系统由人机界面、Win32通信层、RTSS通信层、运动控制层组成。人机界面和Win32通信层在Win32非实时子系统内实现,RTSS通信层和运动控制层在RTSS实时子系统内实现,依靠共享内存等进程间通信机制来保证非实时系统和实时系统的通信。伺服控制部分在运动控制层完成,主要论述了伺服系统的建模及控制算法,给出了相应的运行结果,并分析了系统的实时性能。系统开发结果表明:Windows NT+RTX平台完全能够满足控制系统对实时性的要求,开发基于此平台的机器人伺服系统是完全可行的。