機器人之間是靠什么進行聯(lián)系和協(xié)調(diào)的?
和宜君
每個機器人本身帶有自己的控制器,機器人的行動都由各自的控制器控制,機器人之間的協(xié)調(diào)由另一個獨立的、運算速度高、信息儲存量大的計算機完成,計算機通過計算來協(xié)調(diào)不同機器人之間的工作聯(lián)系。
在工廠中,我們可以看到許多機器人都在非常協(xié)調(diào)地工作,你做你的,我做我的,配合得準確默契,工作做得有條不紊。自動小車穿插于機器人中間運送工件,機器人將這些工件準確地放到預(yù)定的位置,后一個機器人再將其裝到自動機床上加工;有時多個機器人交叉著焊接一個零件……這些機器人構(gòu)成一個十分有序的自動化工作單元,稱為柔性制造單元。那么,這么多機器人人們是怎么控制它們的?它們之間的這種默契和協(xié)調(diào)又是怎么來的呢?
機器人的控制比較復(fù)雜,機器人之間的協(xié)調(diào)控制就更為復(fù)雜。每個機器人本身帶有自己的控制器,機器人的行動都由各自的控制器控制,機器人之間的協(xié)調(diào)由另一個獨立的、運算速度高、信息儲存量大的計算機完成。這臺獨立的計算機與機器人的控制器以及其他設(shè)備,如自動機床、機器人的周邊設(shè)備等通過通信接口相連,組成一個計算機信息網(wǎng)絡(luò)。計算機通過采集各種信息(如來自攝像機的信息,來自各臺機器人的信息等),對信息進行綜合處理,來指揮各個機器人的工作,實現(xiàn)對整個制造單元的群控。
機器人的運動機構(gòu)比較復(fù)雜,運動中的力始終處在變化之中。機器人和機器人以及機器人和自動化設(shè)備之間的運動學(xué)和動力學(xué)則更加復(fù)雜,因為它們之間具有相關(guān)性,一臺機器人或設(shè)備的運動對其他機器人的運動有很大的影響。計算機除了研究這些問題外,還要收集和參考來自外界的許多信息,如依靠攝像機采集工件位置信息,利用力傳感器采集不同種類工件的裝配信息等,才能確定哪臺機器人該做哪件事,并安排好時間次序。這個過程叫做建立機器人關(guān)聯(lián)協(xié)調(diào)的模型。有了模型就可以編制軟件,然后按照整個任務(wù)來規(guī)劃和確定各個機器人的具體工作。因此,那臺獨立的高性能計算機就像一個優(yōu)秀的調(diào)度員,能快速準確地協(xié)調(diào)各個機器人的工作。
不僅在制造業(yè)中多個機器人聯(lián)合工作離不開協(xié)調(diào)控制,在太空作業(yè)中多個機器人合作工作或一臺多臂機器人協(xié)調(diào)工作也都離不開協(xié)調(diào)控制,目前,人們主要靠遙控對太空機器人進行控制。無論采用哪一種控制方式,都離不開高性能的計算機以及與計算機相連的通信網(wǎng)絡(luò)。