隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和科技的進(jìn)步穿撮，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展缺脉。從一般的工業(yè)生產(chǎn)，如裝配悦穿、焊接攻礼，到特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)療落怀、太空等甚宜，機(jī)器人在現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前對(duì)機(jī)器人的性能要求越來(lái)越高百览，不僅要具有快速的響應(yīng)特性映情，較高的跟蹤精度，而且應(yīng)該有良好的通用性和擴(kuò)展性雕乃，為此桌强，對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求。

一侯旬、機(jī)器人控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

傳統(tǒng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)采用集中式的體系結(jié)構(gòu)浴营。上位機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制板卡與各個(gè)關(guān)節(jié)的伺服驅(qū)動(dòng)器以及傳感器相連接。隨著控制系統(tǒng)復(fù)雜性的增加擂冷，這種體系結(jié)構(gòu)固有的缺點(diǎn)逐漸暴露出來(lái)磁不，例如：

·由于配線過(guò)多，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試及維修比較困難砂裹；

·系統(tǒng)的可靠性較差贬池。當(dāng)需要控制的節(jié)點(diǎn)不斷增加，需要反饋的傳感器信號(hào)不斷增多時(shí)(例如應(yīng)用于仿人型機(jī)器人)文黎，如果處理信息和產(chǎn)生控制信號(hào)都由上位機(jī)的中央處理器來(lái)完成惹苗，那么對(duì)它來(lái)說(shuō)是不堪重負(fù)的。一旦中央處理器出現(xiàn)故障耸峭，將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的影響桩蓉；

·采用基于模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸方式，因此系統(tǒng)的抗噪聲能力很差劳闹；

·由于控制器的模塊繁多, 模塊之間的連接復(fù)雜院究，而且相互制約，難以實(shí)現(xiàn)十幾個(gè)軸以上的同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制本涕；

·機(jī)器人所采用的控制器基本上都是基于獨(dú)立的結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)的业汰，采用專用的微處理芯片，專用的機(jī)器人語(yǔ)言、專用的操作系統(tǒng)样漆。因此为障，為開發(fā)另外一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，開發(fā)人員不得不從頭開始設(shè)計(jì)控制器氛濒，開發(fā)周期長(zhǎng)产场、耗資巨大。這樣的專用的封閉式體系結(jié)構(gòu)阻礙了機(jī)器人控制器的發(fā)展软动，滿足不了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求惧梦。

二、現(xiàn)場(chǎng)總線分布式結(jié)構(gòu)體系

隨著機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展衙地，開發(fā)“具有開放式結(jié)構(gòu)的模塊化眶侣、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器人控制器”便成為當(dāng)前機(jī)器人控制器的一個(gè)發(fā)展方向。近幾年來(lái)洗筛，硬件及軟件技術(shù)飛速發(fā)展夷著，高性能、低成本的DSP開始在機(jī)器人控制器中廣泛應(yīng)用凸窖。另外望星，各種高性能的總線技術(shù)的發(fā)展也大大提升了控制的實(shí)時(shí)效果。在現(xiàn)場(chǎng)總線分布式結(jié)構(gòu)中天证，各種開關(guān)量浸萤、模擬量就近轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，所有總線設(shè)備間均采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信哀买，減小了傳輸誤差顷锰，提高了測(cè)量和控制精度。現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用使導(dǎo)線和連接附件大量減少亡问，安裝官紫、調(diào)試及維護(hù)的開銷大幅度下降，并且使系統(tǒng)具有優(yōu)異的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能和故障診斷功能州藕，提高了系統(tǒng)的可靠性∈溃現(xiàn)場(chǎng)總線還使數(shù)控系統(tǒng)硬件擴(kuò)展更加方便，當(dāng)控制軸數(shù)和IO點(diǎn)數(shù)增加時(shí)床玻，對(duì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響良狈，便于系統(tǒng)的擴(kuò)充和裁減。由于現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議是公開的笨枯，不同廠商的設(shè)備只要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)遇西、互換馅精。在這些條件下，設(shè)計(jì)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的開放式實(shí)時(shí)機(jī)器人控制器成為可能也成為必要。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)洲敢，目前國(guó)際上有60多種現(xiàn)場(chǎng)總線形式漫玄，常用的有Interbus、Profibus摆采、Modbus猬笑、DeviceNet、ControlNet选从、CAN呜颓、CC-link、SERCOS等麦咪。在機(jī)器人領(lǐng)域比較常用的是如圖2所示的基于CAN總線的分布式結(jié)構(gòu)體系候摹。

在體系結(jié)構(gòu)中，處理反饋信息和產(chǎn)生控制信號(hào)的任務(wù)分配給了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)節(jié)控制器(例如用DSP來(lái)實(shí)現(xiàn))娄勒，上位機(jī)只需要和各個(gè)關(guān)節(jié)控制器通過(guò)CAN總線相連接她添，完成任務(wù)調(diào)度、人機(jī)接口馋奠、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和軌跡規(guī)劃等功能屎洒。分布式結(jié)構(gòu)的使用，簡(jiǎn)化了控制設(shè)備丰吐，減少了系統(tǒng)控制的復(fù)雜性虑稼，降低了成本，而且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性世舰，便于系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展动雹。

CAN總線具有技術(shù)成熟、成本低跟压、靈活胰蝠、可靠等優(yōu)點(diǎn)，但是它的數(shù)據(jù)傳輸速率有限震蒋，最高僅為1Mbps茸塞，這就限制了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的進(jìn)一步提高。SERCOS總線能夠提供高達(dá)16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率查剖，而且钾虐，作為運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的串行實(shí)時(shí)國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)，它全面描述了世界各廠商數(shù)字驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)參數(shù)笋庄，具有更高的通用性和開放性效扫。

三、SERCOS總線簡(jiǎn)介

高速串行實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)SERCOS直砂，由德國(guó)工業(yè)界于20世紀(jì)80年代中期提出计侯，它是一種用于數(shù)字伺服和控制器之間高速串行實(shí)時(shí)通信的現(xiàn)場(chǎng)總線接口和數(shù)字交換協(xié)議帝畸，主要針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)中的多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，于1995年被確定為IEC61491(1995)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)傻当，1998年被確定為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 61491邀安。目前，已發(fā)展到了SERCOS第三代(SERCOS III)堤型。它是目前用于數(shù)字伺服和傳動(dòng)數(shù)據(jù)通信的唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)扬瘸。2002年中國(guó)也正式頒布了SERCOS協(xié)議的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

由于SERCOS總線采用光纖傳輸教物，數(shù)據(jù)傳輸速率較高乌骇，并且具有標(biāo)準(zhǔn)性、開放性彪性、兼容性彩梅、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，因而特別適合于多軸聯(lián)動(dòng)控制稍记，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與數(shù)字伺服裝置巩恼、傳感器和可編程控制器的IO口之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，現(xiàn)已在數(shù)控機(jī)床等數(shù)字控制設(shè)備中得到了較廣泛的應(yīng)用靠抑，成為國(guó)外最看好的工業(yè)總線之一量九。和其他總線相比，SERCOS總線的主要優(yōu)點(diǎn)在于：

·數(shù)據(jù)傳輸速率高颂碧，目前可達(dá)到2荠列、4、8载城、16Mbps, 可由用戶設(shè)定肌似；

·具有極高的有效數(shù)據(jù)傳輸效率。據(jù)測(cè)試诉瓦，由于傳輸時(shí)附加的信息量不同川队，16Mbps的SERCOS總線具有與100Mbps的以太網(wǎng)系統(tǒng)相同的數(shù)據(jù)傳輸性能；

·采用光纖作為傳輸介質(zhì)睬澡，有很高的抗電磁干擾性和電隔離性固额；

·在伺服數(shù)據(jù)和指令數(shù)據(jù)于不同時(shí)刻被發(fā)收的情況下, 可以通過(guò)控制參數(shù)來(lái)精確規(guī)定它們的采樣時(shí)刻和有效時(shí)刻, 確保系統(tǒng)的同步和精度；

·SERCOS 通信采用NRZI (非歸零反相) 編碼及HDLC 協(xié)議來(lái)保證傳輸?shù)目煽啃?/span>, 并且提供豐富的故障診斷信息煞聪，有利于系統(tǒng)的安裝和維護(hù)斗躏；

·作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提供了開放式控制單元和智能數(shù)字驅(qū)動(dòng)器的詳細(xì)接口說(shuō)明讹荣。其所有的底層操作父森、通信、調(diào)度等合杜，都按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定設(shè)計(jì)秽烫，將簡(jiǎn)單性和精確性融洽地結(jié)合起來(lái)瞪澈，簡(jiǎn)化了控制電機(jī)的過(guò)程。

四枷澜、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

SERCOS總線采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，上位機(jī)通過(guò)SERCOS驅(qū)動(dòng)卡可以帶一個(gè)或多個(gè)SERCOS環(huán)路蜒媳。每個(gè)環(huán)路由一個(gè)主站和多個(gè)從站組成跷缀，主站負(fù)責(zé)將上位機(jī)連接入環(huán)路，從站負(fù)責(zé)將伺服裝置古贡、IO模塊那捍、AD模塊等連接到環(huán)路上，每個(gè)從站可以連接一個(gè)或多個(gè)伺服裝置签党。理論上槐滔，一個(gè)主站最多可以控制254個(gè)伺服裝置。但實(shí)際應(yīng)用中谒所，每個(gè)主站控制的伺服裝置總數(shù)受通訊周期時(shí)間热康、運(yùn)行模式、數(shù)據(jù)傳輸率等諸多因數(shù)的影響劣领。SERCOS 接口支持的運(yùn)行模式有位置控制姐军、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，不同的軸可以采取不同的運(yùn)行模式尖淘。每個(gè)軸可以有一個(gè)主運(yùn)行模式和三個(gè)輔助運(yùn)行模式奕锌，并且在運(yùn)行過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)切換運(yùn)行模式。采用SERCOS接口村生，可以大大簡(jiǎn)化連線和控制硬件惊暴，使調(diào)試更加方便。由于使用光纖連接趁桃，可以徹底消除傳輸過(guò)程中的電磁干擾辽话，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。采用塑料光纖镇辉，相鄰站點(diǎn)間最大距離可達(dá)80m屡穗，采用玻璃光纖，相鄰站點(diǎn)間最大距離可達(dá)240m娶恕。

基于SERCOS總線的機(jī)器人單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示揖漫。通過(guò)SERCOS總線，上位機(jī)可以向機(jī)器人各關(guān)節(jié)發(fā)送位置篓释、速度垄坡、轉(zhuǎn)矩指令值，以及參考偏移量采璧、正反向限幅值等運(yùn)行參數(shù)琼葫，并且可以實(shí)時(shí)提取各關(guān)節(jié)實(shí)際位置罩音、速度、轉(zhuǎn)矩等狀態(tài)信息蚯巍。關(guān)節(jié)控制器根據(jù)從SERCOS總線上接收到的指令试旬，不斷對(duì)電機(jī)的位置環(huán)、速度環(huán)或者轉(zhuǎn)矩環(huán)進(jìn)行采樣浅涛，采用積分分離PID等算法進(jìn)行控制注寥，使得被控量跟蹤給定。關(guān)節(jié)控制器的核心處理芯片可以采用DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)恤锣。驅(qū)動(dòng)器主要實(shí)現(xiàn)功率的放大功能廷蓉。為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊，方便在機(jī)器人內(nèi)部安裝马昙，可以考慮將驅(qū)動(dòng)器和控制器做成一個(gè)模塊桃犬，即按照一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)然在驅(qū)動(dòng)器和控制器之間必須采取隔離等適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施行楞。SERCOS接口的作用是將單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)連入SERCOS環(huán)路攒暇，完成SERCOS物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議解析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)敢伸、轉(zhuǎn)發(fā)等功能扯饶。SERCOS接口由光接收器、光發(fā)送器池颈、撥碼開關(guān)以及SERCOS接口控制芯片組成尾序。光接收器、光發(fā)送器用于信號(hào)的發(fā)送和接收躯砰，撥碼開關(guān)用于SERCOS地址的選擇每币，SERCOS接口控制芯片可以選用ST微電子公司生產(chǎn)的SERCON410B或者SERCON816[5]。SERCOS接口軟件則在DSP中運(yùn)行琢歇。

五峰遇、通信方式

SERCOS總線在正常運(yùn)行階段一個(gè)通訊周期的工作時(shí)序如圖5所示。周期時(shí)間Tscyc可以取(0.062拭牌，0.125篡前，0.25，0.5方占，1泡愉，2，3升院，…锄灾，65)ms，這主要決定于控制方式和從站數(shù)量匠借。SERCOS協(xié)議定義了主站同步電報(bào)MST覆霹、伺服電報(bào)AT和主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT三種電報(bào)類型猜逮。主站同步電報(bào)MST由主站以固定周期發(fā)向所有從站，表示一次通訊周期開始煞陵，所有從站都將同時(shí)接收到該電報(bào)照菱，主站通過(guò)它來(lái)控制各個(gè)從站的同步運(yùn)行；伺服電報(bào)AT由各個(gè)伺服從站發(fā)往主站航邢，可將多種伺服信息實(shí)時(shí)反饋給主站集币，如伺服軸實(shí)際位置、轉(zhuǎn)速翠忠、轉(zhuǎn)矩、報(bào)警信號(hào)乞榨、診斷信號(hào)秽之、狀態(tài)應(yīng)答信號(hào)、伺服參數(shù)和電機(jī)參數(shù)等吃既；主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT由主站發(fā)給從站考榨，用于向從站發(fā)出控制指令，如伺服軸指令位置鹦倚、轉(zhuǎn)速河质、轉(zhuǎn)矩、工作方式選擇震叙、伺服參數(shù)和電機(jī)參數(shù)等掀鹅，各個(gè)從站均能接收到此電報(bào)，并在指定位置找到各自的數(shù)據(jù)媒楼。

SERCOS協(xié)議規(guī)定出蛾，在正常運(yùn)行階段之前，主站需要檢測(cè)SERCOS環(huán)路是否閉合观哲，識(shí)別環(huán)路上的伺服裝置掏躬，并且完成網(wǎng)絡(luò)通訊參數(shù)的配置，主要包括系統(tǒng)通訊周期Tscyc担戏，各個(gè)伺服電報(bào)ATx的發(fā)送時(shí)刻T1.1续疲、T1.2、…堵生、T1.N嘁梦，主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT的發(fā)送時(shí)刻T2，各伺服裝置開始采樣反饋數(shù)據(jù)的時(shí)刻T4棵擂，各個(gè)從站控制數(shù)據(jù)在MDT數(shù)據(jù)區(qū)中的位置和MDT的長(zhǎng)度等见炫。可見(jiàn)拙达，SERCOS接口的初始化過(guò)程是比較復(fù)雜的得稼。為此腐蛀，1995年Rexroth Indramat公司開發(fā)出了主動(dòng)式的SERCOS接口主控卡，稱為“SERCANS”回溺〈好常卡上有一個(gè)微處理器，由裝入的軟件執(zhí)行SERCOS環(huán)路的初始化和通信管理遗遵，并通過(guò)一個(gè)雙口RAM與外界共享數(shù)據(jù)萍恕，開發(fā)人員只需根據(jù)中斷信號(hào)執(zhí)行讀寫操作，大大降低了主站接口開發(fā)的難度车要。1999年允粤，隨著硬件軟件化的發(fā)展趨勢(shì)，Rexroth Indramat公司把SERCANS的主控功能向軟件抽象層上轉(zhuǎn)移翼岁，又成功開發(fā)出了SoftSERCANS类垫，它只需要一個(gè)被動(dòng)式的SERCOS接口主控卡。此卡很簡(jiǎn)單琅坡，其上沒(méi)有微處理器悉患，它比主動(dòng)式SERCOS接口卡的成本低很多。它提供一個(gè)Win32和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)都能調(diào)用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL榆俺。對(duì)開發(fā)者來(lái)說(shuō)不需要處理硬件地址和時(shí)序問(wèn)題售躁，只需要掌握DLL函數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)的定義，從而將耗費(fèi)在SERCOS接口實(shí)施上的精力和開銷降低到了最低水平扯殴。用SoftSERCANS寫的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用程序與硬件無(wú)關(guān)缰鹏，使系統(tǒng)具有更高的開放性和軟件可移植性。

六鬓惶、SERCOS總線在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

如今全球有70多家公司能提供帶有SERCOS 接口的數(shù)字產(chǎn)品羞遭，其中包括數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器、控制器喳睬、SERCOS 接口IO模塊蔼于，有許多供應(yīng)商還提供硬件和軟件接口模塊技術(shù)、咨詢和產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)等泥出。Beckhoff公司生產(chǎn)的具有PCI接口的SERCOS主控卡FC7501和FC7502柴怒。

國(guó)外生產(chǎn)的各類印刷機(jī)、食品包裝機(jī)辟焚、裝配機(jī)器人及其它具有特殊用途的機(jī)器中也不乏SERCOS總線的應(yīng)用肩雾。圖8是AMI公司推出的GP1托盤堆垛機(jī)器人，通過(guò)SERCOS環(huán)路究滞，可以控制多達(dá)40個(gè)從動(dòng)軸症杏。該產(chǎn)品已廣泛用于醫(yī)療、汽車、集裝箱厉颤、玻璃制造以及罐頭生產(chǎn)等領(lǐng)域穴豫。

德國(guó)航天局(DLR)研制的LWRI輕質(zhì)量機(jī)械臂。它總長(zhǎng)1338mm逼友，重量?jī)H為14.5kg精肃，關(guān)節(jié)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)120°s，共有7個(gè)軸(R-P-R-P-R-P-R)帜乞。采用光纖以及SERCOS協(xié)議進(jìn)行通信司抱，成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的位置控制、轉(zhuǎn)矩控制以及阻抗控制黎烈。

近年來(lái)习柠，國(guó)內(nèi)也開始嘗試應(yīng)用SERCOS總線這一后起之秀, 相關(guān)的研究也在日益增多。我國(guó)自1997年開始從德國(guó)Indramat公司購(gòu)入帶有SERCOS接口的控制器和啟動(dòng)器照棋。最早引進(jìn)的單位有大連機(jī)床廠和北京工業(yè)大學(xué)津畸。北京工業(yè)大學(xué)還成立了由德國(guó)SERCOS協(xié)會(huì)授權(quán)的SERCOS 接口技術(shù)資格中心，研制出了基于SERCOS接口技術(shù)的LINSERCANS軟件(將softSERCANS移植到實(shí)時(shí)Linux操作系統(tǒng)上)以及數(shù)控橫切機(jī)必怜。該中心已經(jīng)連續(xù)3年主辦了與SERCOS 技術(shù)相關(guān)的國(guó)際會(huì)議。國(guó)內(nèi)SERCOS接口用戶目前已有20多家城汹。其中包括清華大學(xué)偷菩、北京機(jī)電研究院、北京625所拄下、北人集團(tuán)咳蚣、上海高斯印刷機(jī)械廠、沈陽(yáng)第一機(jī)床廠鸳咐、華中數(shù)控集團(tuán)嘁拖、北京航空航天大學(xué)、二汽設(shè)備制造廠泥觉、上海大眾汽車廠瘸利、上海通用汽車廠等國(guó)內(nèi)著名企業(yè)單位。

目前紊捉，國(guó)內(nèi)將SERCOS總線應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域尚處于起步階段怯路，但已經(jīng)有一些基于SERCOS總線的機(jī)器人系統(tǒng)的成功案例。例如清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系等單位研制的大型復(fù)雜曲面水火成型智能機(jī)器人溯剑，它采用了德國(guó)Bosch Rexroth公司的SERCANS接口卡和具有SERCOS接口的INDRAMAT伺服電機(jī)蛉加。這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)基于SERCOS總線的工業(yè)機(jī)器人，現(xiàn)已通過(guò)國(guó)家863專家組驗(yàn)收缸逃。由于使用了SERCOS總線連接伺服電機(jī)针饥，控制機(jī)器人5個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)布線大大簡(jiǎn)化，增強(qiáng)了抗干擾能力丁眼，提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率筷凤。另外，清華大學(xué)自動(dòng)化系提出了基于SERCOS總線的兩足步行機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案户盯，并且論證了對(duì)于傳輸速率為4Mbps的SERCOS總線, 考慮到數(shù)據(jù)間隙和采樣嵌施、步態(tài)、姿態(tài)規(guī)劃時(shí)間莽鸭，主計(jì)算機(jī)的控制周期可保證在10ms, 完成步行機(jī)器人的靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)行走的控制是沒(méi)有問(wèn)題的吗伤。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所和德國(guó)宇航中心機(jī)器人與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究所研制的DLR-I智能機(jī)器人靈巧手系統(tǒng)，操作手臂上的電纜線只有一個(gè)光纖環(huán)路和4個(gè)電源接口硫眨。全局手控制器和本地手指控制器之間通過(guò)光纖進(jìn)行連接并以SERCOS的方式進(jìn)行通訊足淆，在1ms內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)手指所有的傳感器信號(hào)和控制信號(hào)的數(shù)據(jù)交換，并且使整個(gè)系統(tǒng)具有高度適應(yīng)性和可擴(kuò)展性织岁。

北京航空航天大學(xué)也開發(fā)出了ISA總線SERCOS主站卡以及SERCOS主站驅(qū)動(dòng)程序包赃织，可以控制1～36個(gè)伺服電機(jī)，并且將SERCOS總線應(yīng)用于教學(xué)機(jī)器人控制系統(tǒng)着脐。這些研究成果對(duì)于新一代開放性智能機(jī)器人控制器的研制具有很好的借鑒作用氨筑。

七、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)器人研究對(duì)機(jī)器人控制器開放性的要求越來(lái)越迫切畸居，制造業(yè)要求工業(yè)機(jī)器人具有更大的柔性和更強(qiáng)大的編程環(huán)境, 以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和多品種小批量的生產(chǎn)瑰齐。SERCOS總線作為數(shù)字伺服和傳動(dòng)數(shù)據(jù)通信的唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，代表了數(shù)字伺服接口的發(fā)展方向栅洁，已成為當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的研究熱點(diǎn)仔醒。這種總線采用光纖連接控制部件，構(gòu)成封閉的環(huán)路劳诽，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸序评，它的通信機(jī)制保證了系統(tǒng)的同步運(yùn)行和控制精度，并且具有很高的可靠性和開放性定歧。因此辽廊，利用SERCOS總線進(jìn)行多軸控制將是機(jī)器人系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

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