基于國產(chǎn)全志A40I的機(jī)器人示教器解決方案

這些年，隨著工業(yè)4.0和中國制造2025的推進(jìn)，各種工業(yè)IoT和遠(yuǎn)程服務(wù)類產(chǎn)品層出不窮、方興未艾，工業(yè)生產(chǎn)的科技含量也越來越高，傳統(tǒng)手工操作已不能滿足現(xiàn)代化高質(zhì)量、速度快的要求。于是各式各樣的自動(dòng)化機(jī)器人進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，而焊接機(jī)器人占總實(shí)際裝備工業(yè)機(jī)器人總數(shù)的半數(shù)以上。

如上圖所示，由操作者使用示教器，可直接對(duì)焊接機(jī)器人進(jìn)行信息提示和人機(jī)對(duì)話。通過示教器的通訊指令，可以快速實(shí)對(duì)現(xiàn)伺服電機(jī)或者伺服平臺(tái)的控制。

考慮到操作者本身素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)會(huì)存在一定差別，為了滿足不同層次的操作者使用，讓產(chǎn)品達(dá)到最好的適用性，示教器的界面必須友好、操作簡單、觸摸靈敏、功能越完善越好。

CoM-X40I基于國產(chǎn)全志公司工業(yè)級(jí)四核Cortex-A7處理器A40I設(shè)計(jì)完成，運(yùn)行頻率1.2GHz。核心板所有元器件均采用工業(yè)級(jí)用料，整板運(yùn)行溫度-40℃~+85℃。板載1GB的LPDDR3內(nèi)存，存儲(chǔ)采用4GB的EMMC存儲(chǔ)芯片（8GB容量可選），再搭配AXP公司專為A40I處理器配套設(shè)計(jì)的電源管理芯片AXP221s，使整板性能更加穩(wěn)定。核心板資源豐富，共計(jì)160pin CPU引腳可根據(jù)功能需求實(shí)現(xiàn)不同擴(kuò)展方式。

手持示教器方案的功能框圖如上圖所示，該方案通過A40I核心板+底板方式開發(fā)，核心板供電電壓為5V供電，采用AXP221S電源管理芯片，IIC接口，支持USB端口、5V電源適配器、或者鋰電子電池任意組合方式供電。支持7*8、4*4等多種矩陣鍵盤輸入（實(shí)際按鍵數(shù)量根據(jù)客戶需求可以任意定制），板載4GB EMMC(MLC)，可以長時(shí)間存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)，支持10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)，可以快速連接EtherCAT主?？刂破?，進(jìn)行指令數(shù)據(jù)通信完成信號(hào)的采集與控制。支持多種經(jīng)典尺寸的LCD屏幕（7寸、8寸、10寸等RGB或者LVDS接口），

核心板支持Linux3.10+QT4.8.6，經(jīng)過多年優(yōu)化修正的操作系統(tǒng)，保證產(chǎn)品在極端惡劣的環(huán)境下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

使用A40I核心板設(shè)計(jì)方案開發(fā)具有如下優(yōu)勢(shì)：

? A40I核心板支持Linux3.10（EXT3-4標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)）、Android等操作系統(tǒng)，不同工程師可根據(jù)自己擅長的系統(tǒng)做應(yīng)用編程。

? 雙看門狗守護(hù)進(jìn)程，A40I核心板除了CPU內(nèi)部自帶的看門狗外，還可外部擴(kuò)展硬件看門狗電路，當(dāng)CPU內(nèi)部定時(shí)器自身發(fā)生故障無法檢測到時(shí)，硬件看門狗會(huì)在2s內(nèi)重新啟動(dòng)，保護(hù)產(chǎn)品的系統(tǒng)可以自動(dòng)恢復(fù)。

? 示教器一般需要多個(gè)按鍵輸入進(jìn)行現(xiàn)場編程和信息導(dǎo)入，A40I核心板采用郵票孔式連接器(核心板與底板采用間距為1.0mm的郵票孔焊接方式，具有抗震、抗氧化、抗干擾、成本低的優(yōu)勢(shì))，有專門的8X8鍵盤控制器，GPIO引腳數(shù)量多達(dá)100多個(gè)。工程師可以采用獨(dú)立按鍵或者矩陣鍵盤編碼格式設(shè)計(jì)電路，盈鵬飛嵌入式提供硬件模塊和按鍵demo。

? 示教器除了以上的功能完善以外，其操作界面必須簡單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，如下圖所示，A40I處理器支持RGB888 24bit顯示控制器，支持Mali-400MP2，4線觸摸控制器，可完美實(shí)現(xiàn)界面友好度以及操作易控性。

? 傳統(tǒng)存儲(chǔ)工藝讀寫擦除壽命較短，不能保證產(chǎn)品長期穩(wěn)定的運(yùn)行，A40I核心板采用的EMMC是MLC工藝，支持10萬次以上的擦除壽命；Linux系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)常會(huì)有應(yīng)用程序?qū)⒁恍┍匾臄?shù)據(jù)寫入EMMC，或者系統(tǒng)的日志、服務(wù)等也會(huì)頻繁的操作存儲(chǔ)器，難免會(huì)造成同一區(qū)域很快達(dá)到擦除壽命，造成Flash壞塊影響系統(tǒng)啟動(dòng)，A40I核心板出廠自帶系統(tǒng)啟動(dòng)文件備份機(jī)制，某一分區(qū)的壞塊不會(huì)影響系統(tǒng)正常啟動(dòng)。