工業(yè)機(jī)器人的無(wú)線操作

　　摘要：所有基于機(jī)器人的平臺(tái)上，改變已經(jīng)悄然發(fā)生，從樂(lè)高的頭腦風(fēng)暴教育機(jī)器人到重型工業(yè)機(jī)器人。
　　
　　線移動(dòng)設(shè)備正逐步被應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的數(shù)據(jù)存取、編程和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作。古老的英語(yǔ)諺語(yǔ)“這不是你父輩一代的……”，從來(lái)沒(méi)有像現(xiàn)在這么貼切，尤其是當(dāng)后面加的名字是“機(jī)器人”的時(shí)候。在所有基于機(jī)器人的平臺(tái)上，改變已經(jīng)悄然發(fā)生，從樂(lè)高的頭腦風(fēng)暴教育機(jī)器人到重型工業(yè)機(jī)器人。
　　
　　仿真軟件
　　
　　仿真軟件開(kāi)發(fā)的核心和關(guān)鍵是機(jī)器人仿真軟件。數(shù)個(gè)移動(dòng)應(yīng)用軟件已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，可以用于機(jī)器人的監(jiān)控、編程、調(diào)試和運(yùn)行。在微軟公司的Windows商店中，已經(jīng)有四個(gè)類似的應(yīng)用軟件供下載，可以用于管理、移動(dòng)、調(diào)整和調(diào)試，這些程序都運(yùn)行在Windows8.1的平板電腦和工業(yè)觸屏面板上。
　　
　　如果考慮基于因特網(wǎng)或者云計(jì)算的話，還有很多其它優(yōu)勢(shì)。舉個(gè)例子，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以從機(jī)器人軟件開(kāi)發(fā)包(SDK)開(kāi)始，來(lái)編制應(yīng)用程序，處理非常具體的運(yùn)行需求。這些程序可以發(fā)布在論壇或者Windows商店中，這和WillowGarage公司開(kāi)發(fā)的機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)軟件非常類似。從網(wǎng)絡(luò)下載庫(kù)中的程序模塊，可以集成到整個(gè)軟件工程中，從而節(jié)省在監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)、圖形用戶界面(GUI)接口以及機(jī)器人應(yīng)用開(kāi)發(fā)上所需要投入的千上萬(wàn)美元費(fèi)用。
　　
　　無(wú)線安全問(wèn)題
　　
　　在工業(yè)機(jī)器人的無(wú)線接入和運(yùn)行方面，安全問(wèn)題都位于用戶和機(jī)器人OEM廠商所關(guān)注問(wèn)題的前列。這都源于*控制點(diǎn)這一不可違反的原則。不論是對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行還是在內(nèi)存中的程序，盲目升級(jí)導(dǎo)致它們執(zhí)行未經(jīng)批準(zhǔn)的任務(wù)，對(duì)于機(jī)器人控制來(lái)講，都是不合理的。應(yīng)對(duì)該問(wèn)題的一個(gè)途徑就是通過(guò)一系列的“主控”活動(dòng)，避免寫(xiě)入邏輯和位置數(shù)據(jù)，或未經(jīng)站在旁邊“人”的批準(zhǔn)而移動(dòng)機(jī)器人。但是允許自由獲取數(shù)據(jù)，除非安全措施被激活。
　　
　　無(wú)線控制機(jī)器人的五個(gè)趨勢(shì)
　　
　　通過(guò)與羅克韋爾自動(dòng)化公司的產(chǎn)品Rob Snyder的交流，筆者發(fā)現(xiàn)機(jī)器人領(lǐng)域可能會(huì)成為可靠無(wú)線通訊的受益者之一。2014年6月17日，在美國(guó)奧蘭多的RSTechED活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，CONTROL ENGINEERING采訪了Snyder.他說(shuō)，將機(jī)器人安裝在自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)上，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的無(wú)線控制。或者，使用適當(dāng)?shù)陌踩珔f(xié)議，可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備完成對(duì)機(jī)器人的控制。
　　
　　使用工業(yè)接入點(diǎn)(AP)和無(wú)線客戶端來(lái)確?？煽康倪B接、較低的延遲時(shí)間和較小的抖動(dòng)。用于機(jī)器和成組設(shè)備的無(wú)線客戶端，是連接中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，Snyder說(shuō)，其重要性和性能出眾的AP一樣，但是在規(guī)劃無(wú)線應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常被忽視。
　　
　　Snyder說(shuō)，無(wú)線控制可以在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)獲得應(yīng)用。這些應(yīng)用可能包括：
　　
　　1.用于固定節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通訊，額外的人機(jī)界面(HMI)終端，或者連接到現(xiàn)有的自動(dòng)化設(shè)備來(lái)獲取數(shù)據(jù)。
　　
　　2.用于無(wú)線追蹤和定位機(jī)器人，從移動(dòng)單元上中繼位置信息到相鄰的固定網(wǎng)絡(luò)上。
　　
　　3.將機(jī)器人狀態(tài)信息無(wú)線傳遞到移動(dòng)平板、智能手機(jī)或類似智能手表的接口上，它可以像智能化的尋呼機(jī)一樣工作。
　　
　　4.在某些需要機(jī)器大量移動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合，使機(jī)器人在自動(dòng)導(dǎo)引車上(AGV)移動(dòng)，為多個(gè)工作站服務(wù)，或移動(dòng)到任何需要的地方，是非常令人感興趣的利潤(rùn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。(在部件生產(chǎn)中，較少的重新定位，可以減少大量的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。)
　　
　　5.將信號(hào)傳遞給機(jī)器末端執(zhí)行器。當(dāng)通過(guò)無(wú)線向機(jī)器人工具(末端執(zhí)行器)傳遞信號(hào)時(shí)，有線以太網(wǎng)模塊連接器可以將有線連接時(shí)間控制在360ms以內(nèi)，從而減少了機(jī)器人更換工具時(shí)的停機(jī)時(shí)間，降低了維護(hù)費(fèi)用。
　　
　　通過(guò)和IT部門合作，而不是對(duì)抗，可以獲得更好的工業(yè)無(wú)線技術(shù)應(yīng)用。
　　
　　“在大多數(shù)情況下，IT會(huì)在工廠區(qū)域內(nèi)建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。IT與運(yùn)營(yíng)/自動(dòng)化部門的合作，是成功的關(guān)鍵。人性要優(yōu)先于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能，”Snyder補(bǔ)充道，“無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就是共享的介質(zhì)。”
　　
　　無(wú)線編程
　　
　　能應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)編程的無(wú)線技術(shù)還處于萌芽時(shí)期。通過(guò)技術(shù)開(kāi)放交流、展覽、研討會(huì)，希望的種子已經(jīng)播下，但是在大規(guī)模應(yīng)用于工廠環(huán)境前，需要完成大量的驗(yàn)證和技術(shù)培育工作以及安全方法論。然而，小公司，尤其是嶄露頭角的年輕一代所擁有并運(yùn)營(yíng)的創(chuàng)新公司，無(wú)疑將是接受新無(wú)線機(jī)器人控制的*選擇。