X3机器人控制器(标准版)
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&X3机器人控制器(标准版)
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X3-RCU机器人控制器简介：
X3-RCU是广州中鸣数码科技有限公司最新研发的机器人主控器，采用意法半导体公司新 一代M4内核的STM32F407系列芯片设计而成，接口十分丰富，体积小巧、性能强劲且功耗 极低。该控制器运行速度高达168MHz，最大处理能力可达210DMIPS，并且集成DSP和FPU （浮点运算单元），可以轻松应对各种复杂的运算应用场合。全新升级2.4英寸高清触摸 屏与8MB超大容量存储器，带来良好的操作体验，能完全满足各类竞赛的要求。
软件上，使用RoboExp5.0，支持图形化编程和C语言编程。下载上，本控制器突破性地使 用可移动设备作为程序存储的方式，使下载应用程序可以免去安装繁琐的驱动程序，配 合内置USB2.0接口，使下载应用程序可以在极短的时间内完成。使用上，本控制器已内 置模拟端口、指南针、复眼、循迹卡、马达和存储数据修改等实用性测试功能，用户不需要编写下载程 序就可以进行一些简单的测试操作。
X3-RCU机器人控制器参数：
程序存储器
芯片自带1M,另外扩展8M
数据存储器
C语言，流程图
18路，每秒采样最高达240万/次，（可作为数字端口使用）
18+6路，可接输入输出传感器，数字传感器和I2C传感器(总共有48个I/O口可用)
普通电机端口
3个复合端口，可驱动六个普通电机或3路编码马达
伺服电机端口
4路（A1-A4），可以接4个伺服电机
最多可以接24个I2C传感器
5路UART接口（与数字端口D1-D5复用）
CH2.5方形接口（6.5V~20V输入）
磁盘下载，可存储多个程序
蜂鸣频率：20Hz~20kHz
声音传感器
电压检测与报警
6万5千色，分辨率320*240
1个电源按键。3个应用程序中可自定义功能
电源指示灯
电压低于6.5V，指示灯显红色
EEPROM数据
200个，数值范围:0~4095
91mm×59mm×20mm
JMC-RC-5134包装清单：X3-RCU机器人控制器　　　　 & & & & & & & & & &1个BE-9215 下载线 　　　　　　 & & & & & & & & & &1条X3-RCU 机器人控制器基础版使用说明书　　1本
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工业机器人核心零部件市场到底有多大?
来源：WPR微信公众号
作者：佚名日 12:21
[导读] 工业4.0带动了工业机器人市场的快速扩张，连续多年保持两位数的增长。
　　工业4.0带动了工业机器人市场的快速扩张，连续多年保持两位数的增长。据了解，工业机器人除了本体以外，主要有三大核心零配件，控制器、伺服系统、减速器，它们占到工业机器人成本的70%左右。那么在未来几年里，这三大核心零部件的市场规模到底有多大呢?
　　控制器：2020年市场规模有望达12亿元
　　控制器是机器人的大脑，发布和传递动作指令。包括硬件和软件两部分：硬件就是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路，国产品牌已经掌握;软件部分主要是控制算法、二次开发等，国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等方面与国外品牌还有差距。
　　控制器与本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配，国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。
　　2015年中国控制器市场规模达23.1亿元，同比增长18%，其中工业机器人控制器占比15%，约3.5亿元。未来控制器的机会在于标准化和开放性。现有的工业机器人控制器封闭构造，带来开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能等缺点，已不能适应智能化和柔性化要求。开发标准化、开放化控制器是工业机器人控制器的一个发展方向，存在巨大发展空间。到2020年我国工业机器人控制器市场规模有望达到12亿元左右，未来五年复合增速约为27%。
　　伺服系统：未来五年复合增长率约为35%
　　伺服系统是工业自动化的重要组成部分，是自动化行业中实现精确定位、精准运动的必要途径，在机床工具、纺织机械、印刷机械和包装机械等领域得到广泛应用。随着近几年工业机器人、电子制造设备等产业的迅速扩张，其在新兴产业的应用规模出现增长迅速。伺服系统下游应用广泛，2015年市场规模达到122亿元，其中工业机器人占比8.7%，市场规模约为10.6亿元。
　　机器人的关节驱动离不开伺服系统。关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所需要使用的伺服电机数量就越多。机器人对伺服系统的要求非常高，必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽，要适应机器人的形体做到体积小、重量轻，还必须经受频繁的正反向和加减速运行等苛刻的条件，做到高可靠性和稳定性。
　　工业机器人市场的快速增长将带动伺服系统市场规模不断上升。随着人口红利的消退，广阔的市场空间以及现阶段相对较低的工业机器人密度，中国工业机器人市场迎来黄金发展期。全球主要市场的工业机器人销量都在增长，其中半数源自亚洲，中国表现尤为突出，2015年工业机器人销量高达7.5万台，增长率为31.5%。
　　2014年我国工业机器人用伺服系统市场规模约为7.56亿元，2015年工业机器人用伺服系统市场规模约为10.6亿元。到2020年我国工业机器人用伺服系统市场规模将达47亿元左右，未来五年复合增长率约为35%。
　　值得注意的是，日系品牌占据了我国伺服系统市场一半的份额。目前，国外伺服企业在中国的市场占有率达75%，其中日本品牌占比为50%，著名品牌包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等，它们的产品特点是技术和性能水平比较符合中国用户的需求;欧美品牌占比25%，美国以罗克韦尔、丹纳赫、帕光等闻名，而德国则拥有西门子、伦茨、博世力士乐、施耐德等品牌。国产品牌占据了20%左右的市场，其中内地品牌和台湾品牌分别占据10%的市场。不过随着国产伺服系统性能的提升，国产伺服产品份额有望扩大。
　　减速器：2020年市场规模将超过40亿元
　　减速器是连接动力源和执行机构之间的中间装置，通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，并传递更大的转矩。大量应用在工业机器人上的减速器主要有两类：RV减速器和谐波减速器。
　　近年来，随着我国工业机器人应用市场的快速发展，工业机器人用减速器市场需求规模也随之增长。一般情况下，一台工业机器人需要的减速器个数为4-6台。2015年我国工业机器人减速器市场规模约为11.5亿元，随着未来工业机器人的发展，中投顾问产业研究中心预测到2020年我国工业机器人减速器市场规模将超过40亿元，未来五年复合增长率约为30%。
　　尽管中国工业机器人减速器需求强劲，但是国内减速器的生产能力却远远落后于日本、美国和欧洲。中国目前还没有制造商能够提供量产的可靠的工业机器人减速器，整个市场几乎被Nabtesco(纳博特斯克)，Harmonic Drive以及Sumitomo Heavy Industries(住友重工)等国际巨头垄断。Nabtesco(纳博特斯克)是世界上最大的RV减速器供应商，占据60%左右的市场份额。而Harmonic Drive则是世界最大的谐波减速器生产商，市场份额为16%。
　　从产业化的角度来看，我国工业机器人减速器至今还没有产业化，国外厂家包括纳博特斯克、住友、SEJINIGB、SPINEA、Harmonica Drive等在竞争中具有垄断性优势，减速器是我国工业机器人产业化的关键。
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机器人控制器的现状分析及未来展望
&& suixiang && 浏览：455 &&
机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一，它从一定程度上影响着机器人的发展。本文介绍了目前机器人控制器的现状，分析了它们各自的优点和不足，探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题。
从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了，在这短短的几年里，伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步，机器人的发展已经历了3代［1］：（1）&可编程的示教再现型机器人；（2）基于传感器控制具有一定自主能力的机器人；（3）智能机器人。作为机器人的核心部分，机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一。它从一定程度上影响着机器人的发展。目前，由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步，使得机器人的研究在高水平上进行，同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求。
对于不同类型的机器人，如有腿的步行机器人与关节型工业机器人，控制系统的综合方法有较大差别，控制器的设计方案也不一样。本文仅讨论工业机器人控制器问题。
2　机器人控制器类型
机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣。
从机器人控制算法的处理方式来看，可分为串行、并行两种结构类型。
2.1　串行处理结构
所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理。对于这种类型的控制器，从计算机结构、控制方式来划分，又可分为以下几种［2］。
（1）&单CPU结构、集中控制方式
用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。在早期的机器人中，如Hero-I,&Robot-I等，就采用这种结构，但控制过程中需要许多计算（如坐标变换），因此这种控制结构速度较慢。
（2）&二级CPU结构、主从式控制方式
一级CPU为主机，担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能，同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补，并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存，供二级CPU读取；二级CPU完成全部关节位置数字控制。
这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系，仅通过公用内存交换数据，是一个松耦合的关系。对采用更多的CPU进一步分散功能是很困难的。日本于70年代生产的Motoman机器人（5关节，直流电机驱动）的计算机系统就属于这种主从式结构。
（3）&多CPU结构、分布式控制方式
目前，普遍采用这种上、下位机二级分布式结构，上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等。下位机由多CPU组成，每个CPU控制一个关节运动，这些CPU和主控机联系是通过总线形式的紧耦合。这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但这些多CPU系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构，即每个处理器承担固定任务。目前世界上大多数商品化机器人控制器都是这种结构。
控制器计算机控制系统中的位置控制部分，几乎无例外地采用数字式位置控制。
以上几种类型的控制器都是采用串行机来计算机器人控制算法。它们存在一个共同的弱点：计算负担重、实时性差。所以大多采用离线规划和前馈补偿解耦等方法来减轻实时控制中的计算负担。当机器人在运行中受到干扰时其性能将受到影响，更难以保证高速运动中所要求的精度指标。
由于机器人控制算法的复杂性以及机器人控制性能的亟待提高，许多学者从建模、算法等多方面进行了减少计算量的努力，但仍难以在串行结构控制器上满足实时计算的要求。因此，必须从控制器本身寻求解决办法。方法之一是选用高档次微机或小型机；另一种方法就是采用多处理器作并行计算，提高控制器的计算能力。
2.2　并行处理结构
并行处理技术是提高计算速度的一个重要而有效的手段，能满足机器人控制的实时性要求。从文献来看，关于机器人控制器并行处理技术，人们研究较多的是机器人运动学和动力学的并行算法及其实现。1982年J.Y.S.Luh［3］首次提出机器人动力学并行处理问题，这是因为关节型机器人的动力学方程是一组非线性强耦合的二阶微分方程，计算十分复杂。提高机器人动力学算法计算速度也为实现复杂的控制算法如：计算力矩法、非线性前馈法、自适应控制法等打下基础。开发并行算法的途径之一就是改造串行算法，使之并行化，然后将算法映射到并行结构。一般有两种方式，一是考虑给定的并行处理器结构，根据处理器结构所支持的计算模型，开发算法的并行性；二是首先开发算法的并行性，然后设计支持该算法的并行处理器结构，以达到最佳并行效率。
构造并行处理结构的机器人控制器的计算机系统一般采用以下方式：
（1）开发机器人控制专用VLSI［4，5］
设计专用VLSI能充分利用机器人控制算法的并行性，依靠芯片内的并行体系结构易于解决机器人控制算法中大量出现的计算，能大大提高运动学、动力学方程的计算速度。但由于芯片是根据具体的算法来设计的，当算法改变时，芯片则不能使用，因此采用这种方式构造的控制器不通用，更不利于系统的维护与开发。
（2）利用有并行处理能力的芯片式计算机（如：Transputer,&DSP等）构成并行处理网络
Transputer是英国Inmos公司研制并生产的一种并行处理用的芯片式计算机。利用&Transputer芯片的4对位串通信的link对，易于构造不同的拓扑结构，且Transputer具有极强的计算能力。利用Transputer并行处理器，人们构造了各种机器人并行处理器，如流水线型、树型等。文献［6］利用Transputer网络实现逆运动学计算，而文献［7］以实时控制为目的，分别实现了前馈补偿及计算力矩两种基于固定模型的控制方案。
随着数字信号芯片速度的不断提高，高速数字信号处理器（DSP）在信息处理的各个方面得到广泛应用。DSP以极快的数字运算速度见长，并易于构成并行处理网络［8］。文献［9］介绍了一种基于DSP的机器人控制器，采用并行/流水线的设计方案，提高控制器性能。
（3）利用通用的微处理器
利用通用微处理器构成并行处理结构，支持计算，实现复杂控制策略在线实时计算。如文献中设计的系统。机器人控制器培训资料_图文_百度文库
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