工業機器人和CNC開發過程中如何合理的進行組件選型？

01-19

國內數控機床技術的五大方向和三大差距 - 工控初學者園地 OFweek社區文章末尾針對高速高精的納米級插補提出了需要64位CPU、64位RTOS的控制系統和高解析度的反饋系統（編碼器等）。
針對像工業機器人和CNC這種典型的機電控制系統，在開發過程中如何進行合理的組件選型？

比如提出要求達到多少的加工精度或者軌跡精度，根據此要求的精度如何進行控制器、反饋感測器、驅動鏈（滾珠絲桿/RV/同步帶）三大部件的選型？
1.控制器：CPU指令集（32bit/64bit）和RTOS的處理字長決定了輸出控制指令的計算精度（插補精度等）
--------------------2017.01.17更新-------以下為查找的一些文件中的CPU和RTOS的相關說明----------
FANUC 30i series: 64bit RISC

MITSUBISHI M700V: 64-bit CPU
SIEMENS 840: 32-bit micro processor(828D: 80bits nano precision)
heidenhain iTNC 530 HSCI: pentium dual core with 2.2 GHz
KUKA KRC4: Core2 duo(2.8
GHz Dual-Core) +Vxworks(64bit???不確定)
Wind River發布全新64位VxWorks實時操作系統此鏈接為風河發布64位系統的官方推文

-------------------------------------------------------2017.01.17更新------------------------------------------
2. 驅動鏈：滾珠絲桿的導程影響移動定位精度；笛卡爾坐標機器人高精的可能需要直驅直線電機；高精的旋轉副需要RV或者諧波之類的減速器等
3.反饋系統：反饋系統的解析度之類的
可以說盡量選擇高（好）的部件，但是產品開發意味著成本的增加，市場定位也會變化。為了保證系統整體的加工精度或者軌跡精度，如何才能選擇合適的部件（控制器、驅動鏈、反饋系統）？大家有什麼好的建議或者方法，期待大家的回答，謝謝！

感覺問題的描述非常亂、機器人、CNC（應該指的是機床）的設計是完全不一樣的。

而且很多開發商對加工中心的設計製造有一些理解很欠缺。

舉個例子、縱然不考慮成本、去採購最高端的零件去做機床、也不一定可以保證精度和信賴性、更何況到了量產又是另外一個次元。

我覺得主要的問題里有兩個方面可以探討。（實際上不僅限於這兩方面）

一個是能不能準確的衡量不同零件對整機性能的影響的程度、就是說比如絲杠我換了不同品牌對我整機性能有什麼影響、如何權衡。很多人會單純的認為性能是供應商廠家的精度指標值決定的、我覺得還遠遠不夠、所以很多人只會描述某個品牌好、這是一種使用經驗上的體會、包含了精度、功能擴展性、與整機配合度、可靠性等等。這也是很多從業者沒有辦法講清楚到底哪個零件用哪個牌子哪個型號的好、為什麼好、好多少。

第二點、量產組裝、明確哪些是需要外部購買、哪些是自己生產的零件後、在量產化組裝時、如何能完整準確的控制整機性能、比如機械精度上、供應鏈里不同廠家的零件對最終精度可能會有決定性影響、要很清楚問題是從哪裡來的。做好這一點很難、而且是一個動態繁雜的過程、但非常重要

知道現在的東西哪裡不好自然就知道怎麼做好的了。反正國外都做出來納米插補這麼多年了，當時技術條件還沒現在這麼好，什麼64位rtos純屬胡扯，跟性能提升關係不大。

謝謝邀請。1、機械部件RV減速機、絲杠等這些國內現在還很難做到精度和壽命要求，工藝的東西沒用戰爭的積累很難有大的進步，所以做工業產品選用日本德國的就行了，國產的等著出問題。2、機器人控制器學校和科研院所藉助一些控制板卡或者ARM+DSP等，很難達到fanuc那種工業現場要求，國產的機器人控制器在一些的創業公司產品或者搬運簡單操作上能應用，在焊接和噴塗體現機器人控制水準的應用上應該比較少。3、伺服產品，電機和驅動器一般都是配套的，中低端國產應用越來越多。伺服產品考慮到控制器的連接，一般選用匯流排形式比較靈活。但是在實際工程中會發現，選用國外大品牌控制器需要使用指定品牌的伺服，否則後期控制器商家概不負責系統問題。

1、滾珠絲桿一般精度在±0.02mm

2、同步帶精度一般在±0. 2mm

不過，不同品牌的東西精度也有差別，題主在選型時需要根據具體情況選擇。

重點不在於64位cpu, 而在於雙精度浮點（甚至是Intel的80位擴展浮點精度，就是西門子那個80bit納米玩意），可以簡化演算法設計實現。

用單精度浮點或32位整數運算單元可以做電流環和速度環（和感測器、執行器的性能限制有關），位置環可以用32位整數，但動態範圍和精度得折騰；就算折騰好了，控制參數和模擬參數要對應起來非常麻煩（不同設備供應商，甚至相同設備但不同的工程師，設置的量綱，規格化係數，演算法結構和參數都可以不同），控制參數和模擬參數對不上，大多數時候就只好搗漿糊咯；雙精度浮點用起來就簡單了，國際單位從設計模擬到控制，都可以用。

具體可以看一個實例

http://www.dynomotion.com/KFLOP.html

一個軸位置環的控制框圖，帶前饋的pid控制器，還有若干濾波器，採樣周期90us（頻率太高伺服系統無法響應），處理器採用1.2gflops 雙精度浮點處理能力的dsp，最多控制8軸。若運算能力不夠，基本pid控制都做不快, 在線做不了速度前瞻、交叉耦合控制、rtcp 等等；就是說實時模擬做不了，軟體在環和模型在環也不能用，結果看上去很 low ，實際也很low