簡介
機器人網路網路機器人的發展到成熟套用，是大概10年前從網路技術相對先進的西方發達開始的。5年前一個叫袁輝的年輕人將其技術引入國內，並創造了如今有2800多萬用戶的著名品牌——小i機器人，小i的出現，填補了國區域網路絡機器人領域的空白，成就了一段傳奇。但是，目前國區域網路絡機器人在套用上還遠遠沒有形成規模，因此，借鑑國外網路機器人的成熟套用，對國內相關產業的發展將大有益處。這也是本文的目的所在。
備控制器（如點焊機、弧焊機）等底層設備、在這些裝置所構成的網路上另有車間級管理機、監控機或生產單元控制器等非底層裝置。
結合實際情況和要求,將機器人控制器視為運動控制器（理解為底層設備）,具體工作將基於圖1所示的模型。
本系統監控機採用Advantech公司的PCL-841雙連線埠CAN接口卡。它將占用4KB的地址空間,而且基地址可由用戶從C800H～EF00H任意選擇。中斷也可從3～15（8、13、14）任意選擇。控制器中採用集成PC-104的CAN接口卡。
系統實現
監控機軟體部分
監控機系統軟體層次如圖2所示。
資料庫部分
由於上位機系統需要管理的數據量很大,而且數據必須長久地被保留;一旦系統發生軟硬體故障,數據還要可恢復;而且若干個用戶應當能夠按照一定的、有序的方式存取數據,避免同步存取可能造成的錯誤,因此上位機軟體要採用一般應用程式與資料庫相結合的編程技術。
DAO（資料庫訪問對象）提供了一種通過程式代碼創建和運算元據庫的機制。而MFCDAO是微軟推出的用於在VisualC++中訪問MicrosoftJet資料庫檔案的強有力的資料庫開發工具,它通過對DAO對象的封裝,向程式設計師提供了豐富的資料庫訪問和資料庫操作手段。
本系統中,將創建諸如生產線機器人的工作總表、弧焊參數表、點焊參數表等若干個管理資料庫表。通過這些表格,監控人員將能夠通過離線的計算機完成對生產線上各台機器人運行狀況的記錄、統計、管理、運行報表列印等功能,以實現巨觀的管理。
而對於諸如系統I/O量、碼盤值等實時信息則存放於一般記憶體中,這樣就避免了煩瑣的資料庫操作,提高了實時性。
通訊協定部分
機器人網路為了實現管理計算機與機器人控制器的實時通訊,兩者必須建立適合CAN匯流排特點的、合理的通訊協定,最終採用的是“命令+參數”的協定形式和“多主競爭的匯流排仲載"方式。比如以第一位元組01代表接收數據,第二位元組01代表接收檔案;第一位元組02代表傳送數據等,具體的操作協定在此不再詳述。
“多主競爭的匯流排仲裁”的通信方式是CAN匯流排的一大優點。也就是說,CAN網路中的任意節點均可作為主節點與其他節點交換數據。而且CAN協定規定,標識符可定義為禁止的或非禁止的,這樣就使監控機或控制器的CAN卡可以接收多個標識符（例如來自生產線上不同的機器人控制器）的數據。利用此特點,在監控機和控制器的軟體設計中,使用了標識符的低三位來識別接收數據的類型。比如低三位（D2,D1,D0）為000,則表示此包數據是命令,001表示此包數據是應答……而通過CAN協定的非破壞網路仲裁,000為最高優先權將首先被處理為傳送節點,接下來是001,依此類推。
把CAN卡功能封裝為ActiveX控制
ActiveX控制項作為標準的控制技術可供JavaScritp、VBScript、Java、VB、VC等應用程式所使用,對軟體的集成開發具有重要的意義。
由此原因,並根據工業機器人控制器系統的特點,將CAN卡所提供的API函式及由其函式進一步實現的用於機器人系統的功能和屬性封裝為控制項,使套用軟體更加結構化,而且更適合工業機器人產品的套用和需要。
控制器實時作業系統部分
控制器系統軟體採用的是實時多任務作業系統。而根據多任務作業系統的任務劃分方法和本系統自身的特點,最終決定與上位監控計算機的CAN網路通訊採用一個獨立的且優先權較高的任務來完成,即如圖3中所示的通訊任務,此任務完成利用串口的通訊和CAN網路的通訊。
這樣,生產線上的每台機器人控制器就可以作為車間底層設備加入到網路中,從而構成具有監控功能的分散式機器人生產線系統。
具體功能和運行方式
這項工作的完成將為機器人控制器產生增加聯網功能,並將投入到實際的套用工程中。完成了下述一些功能：
（1）實現生產線上各台機器人運行狀況的記錄、統計、管理,運行報表的列印等功能。比如在一天的弧焊作業中,視監測機器人參與工作的數目、每台機器人出現故障的次數、停機的次數、每次焊接的參數等;
（2）實現機器人控制器的實時狀態監視（包括各碼盤值、I/O量、系統狀態等）、調試（包括離線編程和示教）、報警（如焊鉗的粘連）、維護（如系統從異常狀態的恢復）等功能;
（3）作業任務的分配和調度,以及作業任務的上傳與下載;
（4）軟體PLC的實現。為了簡化硬體的開銷,將初頻在控制器中利用軟體PLC,也就是說將PLC功能作為控制器作業系統的一個獨立的任務來實現,而具體的PLC程式則由上位PC機離線編程實現,並通過CAN匯流排下裝到控制器中。
優點
把CAN匯流排技術充分套用於現有的控制器當中,將可開發出高性能的多機器人生產線系統。圖4舉例說明某控制器將檔案上傳給監控機軟體的工作流程圖。
利用現有的控制技術,結合控制區域網路（CAN）技術和通信技術,通過對現有的機器人控制器進行硬體改進和軟體開發,並相應的開發出上位機監控軟體,從而實現多台機器人的網路互聯。最終實現現基於CAN網路的機器人生產線集成系統。這樣做的好處很多。比如：
（1）實現單根電纜串接全部設備,節省安裝維護開銷;
（2）提高實時性,信息可共享;提高多控制器系統的監測、診斷和控制性能;
（3）通過離線的任務調試,作用的下載以及錯誤監控等技術,把一部分人從機器人工作的現場徹底脫離出來。
遊戲
這是一個很考驗腦力的小遊戲，在遊戲中你需要開動腦筋把從出口出來的小機器人送到另一端的入口處，而且並不只是單純的把路鋪好就可以的，不同的機器人會朝不同的方向前進，來挑戰一下吧。
遊戲開始：ESC鍵跳過說明，方向右鍵開始，左鍵返回。
操作方法：滑鼠點擊左側按鈕進行鋪路，WSAD控制傳送帶的方向，鋪好之後點擊播放按鈕放出機器人。
