工业机器人控制的功能、组成和分类

1、。1.机器人控制系统的一般要求机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于控制机械手完成特定的任务。其基本功能如下：记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动模式、运动速度和与生产过程相关的信息。教学功能：离线编程、在线教学、间接教学。网络教学包括教学箱和引导教学。与外围设备的联系功能：输入输出接口、通信接口、网络接口和同步接口。坐标设置功能：有四种坐标系：关节坐标系、绝对坐标系、工具坐标系和用户自定义坐标系。人机界面：示教盒、操作面板和显示屏。传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。故障诊断的安全保护功能：运行时系统状态监测、

2、故障状态下的安全保护和故障自诊断。2.机器人控制系统的组成(图1)(1)控制计算机控制系统的调度指挥机构。一般来说，有32位和64位的微型计算机和微处理器，如奔腾系列的中央处理器和其他类型的中央处理器。(2)示教盒示教机器人的工作轨迹和参数设置，以及所有人机交互操作。它有自己独立的中央处理器和存储单元，通过串行通信实现与主机的信息交互。(3)操作面板由各种操作键和状态指示灯组成，仅执行基本功能操作。(4)硬盘和软盘存储用于存储机器人工作程序的外围存储器。(5)数字和模拟输入和输出各种状态和控制命令的输入或输出。(6)打印机接口记录要输出的各种信息。(7)传感器接口用于自动检测信息，实现机器人的

3、柔顺控制，一般为力、触觉和视觉传感器。(8)轴控制器控制机器人各关节的位置、速度和加速度。(9)辅助设备控制用于与机器人配合的辅助设备控制，如抓手分度器等。(10)通信接口实现机器人与其他设备之间的信息交换。一般来说，有串行接口和并行接口。(11)网络接口1)以太网接口：可通过以太网实现多个机器人或单个机器人的直接PC机通信，数据传输速率高达10兆位/秒，应用程序在PC机上直接用windows库函数编程后，可支持TCP/IP通信协议，数据和程序通过以太网接口加载到每个机器人控制器中。2)现场总线接口：支持各种流行的现场总线规范，如设备网、总线远程输入/输出、总线间接口、profibus-DP、

4、M-NET等。3.机器人控制系统的分类程序控制系统：机器人可以通过对每个自由度应用一定的规则控制功能来实现所需的空间轨迹。自适应控制系统：当外部条件发生变化时，为了保证所要求的质量或通过自身经验的积累来提高控制质量，该过程是基于对操作机状态和伺服误差的观察，然后调整非线性模型的参数，直到误差消失。该系统的结构和参数可随时间和条件自动变化。人工智能系统：不可能预先编制运动程序，但要求在运动过程中根据获得的周围状态信息实时确定控制功能。驱动模式：参见工业机器人驱动系统。运动模式：点式。无论路径如何，机器人都需要精确控制末端执行器的姿态。轨迹类型。机器人需要根据示教的轨迹和速度移动。控制总线：国际标

5、准总线控制系统。控制系统的控制总线采用国际标准总线，如VME总线、多总线、STD总线、PC总线等。自定义总线控制系统。制造商将所使用的总线定义为控制系统总线。编程模式：物理设置编程系统。操作员设置一个固定的限位开关，实现启动和停止的程序操作，只能用于简单的取放操作。在线编程。操作信息的记忆过程编程模式是通过人的教学来完成的，包括直接教学(即手把手教学)模拟教学和示教盒教学。离线编程。教学程序不是直接对实际机器人进行教学，而是在实际工作环境之外生成，机器人工作轨迹采用先进的机器人和编程语言远程离线生成。4.机器人控制系统的结构机器人控制系统根据其控制模式可分为三种类型。集中控制模式：用一台计算机实现所有控制功能，结构简单，成本低，但实时性差，不易扩展。其框图如图2所示。主从控制模式：主处理器和从处理器用于实现系统的所有控制功能。主处理器实现管理、坐标转换、轨迹生成和系统自诊断。所有关节的运动控制由中央处理器实现。该框图如图3所示。主从控制系统实时性好，适合高精度、高速控制，但系统扩展性差，维护困难。分散控制模式：系统控制根据系统的性质和模式分为几