工业机器人系统介绍及ABB、KUKA、FANUC选型比较

一、系统架构

控制器由硬件及软件两部分组成。

控制器硬件核心在于芯片，为了保证控制系统具有足够的计算与存储能力，目前工业机器人控制器多采用计算能力较强的ARM 系列、DSP 系列、Intel 等系列芯片。

软件包括操作系统和算法库两部分。

机器人的操作系统对实时性有较高要求，例如Windows和Linux等通用操作系统都不是实时操作系统，工业机器人有专用操作系统包括VxWorks（嵌入式实时操作系统）、Windows CE、嵌入式Linux、μC/OS-Ⅱ以及通用ROS 平台等，其中Windows CE、嵌入式Linux、μC/OS-Ⅱ以及通用ROS 平台为使用较多的开源操作系统。其中VxWorks在军事和工业应用较多，例如被应用于战斗机和火箭上。

算法库又包括底层算法库以及应用工艺算法。

底层算法库的运动学控制算法即规划运动点位，负责控制工业机器人末端执行器按照规定的轨迹达到指定地点。动力学算法负责识别每一个姿态下机身负载物的转动惯量，使其保持最优化输出的状态。

应用工艺算法即二次开发，针对不同行业的应用工艺算法，只有在掌握底层算法的基础上才能较好地实现应用工艺算法。

现在驱控一体化是轻载型工业机器人的主要方向，基于现场总线的控制系统由控制模块、驱动模块和示教模块三部分组成，三者间的信号传输由电缆或网线完成。

因不同品牌的机械手架构实现方式不一样，编程语言不一样，操作界面不一样，在这篇文章中做一个简单的对比。

品牌	架构	操作系统构成	应用编程语言	优势
abb	x86	VxWorks	Rapid	控制算法
库卡	x86	Windows+VxWorks	KUKA ROBOT language	无
fanuc	未知	fanuc自研	KAREL	产业整合

二、严谨的abb机器人

ABB具有PC SDK开发接口，方便开发。而且文档非常丰富，不管是内容的充实度还是排版都易于让人学习。

ABB现款IRC5的主控制器采用了x86架构。

运行VxWorks系统，负责机器人任务规划、外部通信、参数配置等上层任务。

伺服驱动部分由单独的Axis Computer完成，配备独立的放大模块。

示教器FlexPendant采用Arm+WinCE的方案，通过TCP/IP与主控制器Main Controller通信。

系统稳定、算法强大；碰撞检测灵敏，为预防硬件损害起到很逗作用；低温运行正常。不过价格相应的稍贵。

三、时尚的kuka机器人

KUKA的新一代控制器称为KR C4，其同样采用了软PLC的方案。该方案由KW公司提供，软PLC由IDE部分（被称为Multiprog）和Runtime（被称为ProConOS）组成。

ProConOS由C#开发。ProConOS Runtime同样运行在VxWorks之上，它们安装在控制器硬件中，其硬件采用了Intel双核CPU。

低于0摄氏度，会有开不了机的情况，故障率稍高，无开放的接口。

四、统一的fanuc机器人

FANUC的数控伺服系统

FANUC的机床

FANUC的机器人

FANUC通过它偏低的价格、超高的利润率（20%以上），证明了专注和产业链整合的力量。虽说无开放的接口，不过产品丰富，可以提供70多个选项包，平台统一。

但有点不爽的是，FANUC开放的文档太少了，偏保守，不利于用户学习。

FANUC 机器人系统的KAREL系统由机器人，控制器和系统软件组成。它使用用KAREL编程语言编写的程序来完成工业任务。

KAREL可以操作数据，控制和与相关设备进行通信并与操作员进行交互。

配备KAREL的系统 R-30iA 控制器可与各种机器人模型配合使用，以处理各种应用。这意味着常见的操作，编程和故障排除程序以及更少的备件。

KAREL系统扩展到包括全系列支持产品，如整体视觉，离线编程和特定于应用的软件包。