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工业机器人应用论文关于机器人的论文基于中间件的工业机器人软件框架的研究和应用摘要: 在国内首次使用中间件技术, 面向机车维护工业机器人, 设计开发可扩展、升级和移植的软件应用框架。详细介绍了软件框架的设计和实现, 包括采用两层结构实现服务器、框架的技术指标、系统 CORBA IDL 的具体设计和定义。最后规划了今后的研究工作。关键词:中间件; 公共对象请求代理体系结构; 工业机器人; 机车维护 0 引言火车机车车辆的检测与维护是铁路机务段和机车维护厂的主要任务,检修车间每天需要检测与维护的火车有数十列,每列火车被分解检查、更新部件, 然后重新装配后投入运行, 工作量巨大。由于车底盘是磨损消耗最集中的部位, 火车检修主要是针对车厢底盘。机车底盘维护流程大体如下: a) 在机车承载两侧取出四组承载耳并检查承载耳; b) 在机车承载两侧取出弹簧组并检查弹簧; c) 翻转机车承载,卸掉交叉杆,检查交叉杆; d) 卸掉机车承载两端的三角梁; e) 在四个八字面上去掉垫片,焊接新的垫片; f) 重新安装机车承载两端的三角梁; g) 重新安装交叉杆,翻转机车承载; h) 重新安装弹簧组; i) 重新安装承载耳。以上每一步操作持续 5~10 min 。目前国内所有工作都是人工操作,辅以简单的机械设备,自动化水平非常低。根据上述情况,启动了采用工业机器人流水线实现机车车盘检修自动化的研究。维修线整体设计布局如图 1 所示。图中流程按逆时针方向进行,右边工作带是步骤 a)~d) ;左边工作带是步骤 f)~i) ; 中间是步骤 e)。步骤 e) 配置了 4 台焊接机器人, 其他步骤都各配置 1 台机器人, 1 台移动机器人作为 AGV ,负责将弹簧和承载耳从右边工作带运送到左边工作带。整个流程包括 13 台机器人,在研发阶段,步骤 c)和 g) 使用自行设计制造的特种机器人,使用 Pioneer 先锋作为 AGV, 其他步骤使用 2台6 自由度的 Motoman UP6 机械手。在现场应用中,机器人类型以及工位作业不一样,控制方式和通信协议也不一样,作业流程是分布异构的。各机器人必须按一定的节拍工作,以确保整个流程在给定时间内完成。符合现场应用的软件框架要求能够管理工业机器人,调度指定作业,并为作业的编辑、仿真和实时监控提供有效的视觉手段。根据现场的特性和要求, 软件框架采用中间件技术和虚拟现实技术实现。目前可用的中间件技术包括 CORBA 、 Microsoft .NET 、 IBM SOM 、 SOAP 、 RTC 、 Sun ’s Java/RMI 等。软件框架的系统中间件采用 C++ CORBA, 在客户端除了 C++ CORBA, 还使用 Java/RMI 。 CORBA 是由 OMG 提出并维护的独立于供应商的标准协议[1] , 它为可移植的分布式计算应用提供了平台无关的编程接口和服务模型。由于独立于编程语言、操作系统平台和网络协议, CORBA 高度适合于分布式应用系统的集成以及在已有系统内开发新的应用软件[2] 。图2 展示了 CORBA 机制内的部件模型, 这些部件一起实现了 CORBA 的互操作性、可移植性以及其他特性。其中, 客户端和驻留在服务器的各种 CORBA 对象通过 ORB(object request broker) 互连通信。 ORB 可