《工业机器人技术基础》课件 2.4.0 工业机器人的控制系统

2.4.0工业机器人的控制系统目录02.工业机器人控制系统的特点01.工业机器人控制系统的功能03.工业机器人控制系统的组成04.课程总结

工业机器人的控制系统主要对机器人工作过程中的动作顺序、应到达的位姿、路径轨迹及规划、动作时间间隔以及末端执行器施加在被作用物上的力和转矩等进行控制。工业机器人的控制技术是在传统机械系统控制技术的基础上发展起来的，两者之间没有本质上的不同，但工业机器人控制系统还具有独到之处。工业机器人控制系统的功能01

工业机器人控制系统的控制过程如图所示，其功能通常有示教再现和运动控制两个方面。一.工业机器人控制系统的功能一.工业机器人控制系统的功能（1）示教再现功能示教再现功能指示教人员预先将机器人作业所需的各项运动参数教给机器人，在示教的过程中，工业机器人控制系统的记忆装置将所教的运动参数自动地记录在存储器中。当需要机器人工作时，机器人的控制系统便调用存储器中存储的各项运动参数，使机器人再现示教的操作过程，由此机器人即可完成要求的作业任务。

一.工业机器人控制系统的功能（2）运动控制功能运动控制功能指通过对机器人的末端执行器在空间的位姿、速度、加速度等项的控制，使机器人的末端执行器按照任务要求进行动作，最终完成指定的作业任务。

一.工业机器人控制系统的功能在示教再现控制中，机器人末端执行器的各项运动参数是由示教人员教给它的，其精度取决于示教人员的熟练程度在运动控制中，机器人末端执行器的各项运动参数是由机器人的控制系统经过运算得出的，且在工作人员不能示教的情况下，可以通过编程指令控制机器人完成指定的作业任务。工业机器人控制系统的特点02二.工业机器人控制系统的特点工业机器人的控制系统是一个多变量控制系统。2工业机器人的控制系统是一个计算机控制系统3工业机器人的控制系统与机构运动学及动力学密切相关。1控制机器人需要根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况，按照指定的指标要求，自动地选择最佳的控制规律54控制机器人仅利用位置闭环是不够的，还需要利用速度闭环，甚至加速度闭环。特

点工业机器人控制系统的组成03三.工业机器人控制系统的组成工业机器人控制系统主要由控制计算机、示教盒、操作面板、硬盘和软盘存储器、数字和模拟量输入/输出接口、打印机接口、传感器接口、轴控制器、辅助设备控制接口、通信接口、网络接口等组成，如图所示。三.工业机器人控制系统的组成1控制计算机：控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器等示教盒：机器人工作轨迹示教和参数设定机构，拥有独立的中央处理器（CPU）及存储单元，与控制计算机之间以总线通信方式实现信息交互。操作面板：由各种操作按键、状态指示灯构成，只能完成基本功能。23三.工业机器人控制系统的组成4磁盘存储器：存储机器人工作程序的外围存储器。数字和模拟量输入输出接口：用于输入或输出各种状态和控制命令。打印机接口：记录需要输出的各种信息。56三.工业机器人控制系统的组成7传感器接口：用于接收机器人所使用的传感器的数据，实现机器人的闭环控制。它一般用于接收力传感器、触觉传感器和视觉传感器等的数据流。轴控制器：完成机器人各关节的位置、速度和加速度控制。辅助设备控制接口：用于控制和机器人配合的辅助设备，如手爪变位器等。89三.工业机器人控制系统的组成10通信接口：实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接口等。网络接口：常用的网络接口有Ethernet接口和Fieldbus接口。11三.工业机器人控制系统的组成Ethernet接口：可通过以太网实现单台或数台机器人的直接PC通信，数据传输速率高达10Mbit/s，支持TCP/IP，可直接在PC上用Windows库函数进行应用程序编程，然后通过Ethernet接口将数据及程序写入各个机器人控制器中。Fieldbus接口：支持多种流行的现场总线规格，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、Profibus-DP、M