工业机器人控制器软件部署与架构优化

需求的背景和应用场景

在智能制造和工业自动化快速发展的背景下，工业机器人作为核心设备，在提升生产效率、保证产品质量等方面发挥着至关重要的作用。工业机器人控制器作为机器人的“大脑”，其软件部署与架构的优化直接关系到机器人的性能、稳定性和可扩展性。当前，随着ARM平台在嵌入式系统中的广泛应用，以及RT-Linux操作系统在工业控制领域的普及，对工业机器人控制器软件部署提出了新的要求。特别是在高端装备、汽车制造等精度要求高、作业环境复杂的领域，如何高效、稳定地在ARM平台下的RT-Linux环境中部署软件，并优化控制器作业系统，成为亟待解决的问题。此外，随着工业互联网和开放式创新趋势的加强，工业机器人控制器需要支持第三方插件和应用的快速集成与部署，以满足不同厂商和应用场景的定制化需求。

要解决的关键技术问题

1. 基于ARM平台和RT-Linux环境的Web服务器部署与自动构建：

• 现状：当前在buildroot环境下虽然可以选择nodejs作为Web服务器，但在ubuntu22.04及buildroot2022.05版本及以上存在自动构建失败的问题，且nodejs资源消耗较高。
• 目标：实现一个能够在buildroot环境下自动构建、资源消耗低且能随buildroot版本升级不断迭代的Web服务器解决方案。这要求对新Web服务器技术进行评估（如考虑使用更轻量级的Web服务器框架或库），并修改buildroot的构建脚本以支持自动构建。

2. 工业机器人控制器作业系统优化设计：

• 现状：当前作业系统采用密文格式，不利于第三方共同开发和插件的形成；作业内容修改后若不及时保存，可能因异常断电导致信息丢失；频繁保存则影响实时系统的性能。
• 目标：设计一套面向第三方的明文作业结构，便于补偿厂商和第三方开发者共同开发和使用。同时，实现作业内容修改后的即时保存与同步机制，确保作业的稳定性和连续性，而不影响实时系统的实时性与稳定性。这可能需要引入高效的同步算法和存储策略，以及设计合理的作业文件格式和解析机制。

效果要求

• 高效稳定的软件部署：通过优化Web服务器的选择和buildroot构建流程，实现软件在ARM平台和RT-Linux环境下的高效、稳定部署，为工业机器人控制器提供可靠的软件基础。
• 开放可扩展的作业系统：通过明文作业结构和即时保存同步机制的设计，提高作业系统的开放性和可扩展性，支持第三方插件和应用的快速集成与部署，满足不同厂商的定制化需求。
• 提升系统性能与稳定性：在优化作业系统的同时，确保实时系统的实时性与稳定性不受影响，提升工业机器人的整体性能和作业效率。
• 产业化生产与应用：该技术需求的成果应能够直接应用于产业化生产，提高工业机器人的市场竞争力，推动智能制造和工业自动化领域的技术进步和创新发展。