工業機器人的控制系統講解

1、機器人的控制系統

「控制」的目的是使被控對象產生控制者所期望的行為方式。 .「控制」的基本條件是了解被控對象的特性。 「實質」是對驅動器輸出力矩的控制。

2、機器人示教原理

機器人的基本工作原理是示教再現；示教也稱導引，即由用戶導引機器人，一步步按實際任務操作一遍，機器人在導引過程中自動記憶示教的每個動作的位置、姿態、運動參數/工藝參數等，並自動生成一個連續執行全部操作的程序。完成示教後，只需給機器人一個啟動命令，機器人將精確地按示教動作，一步步完成全部操作。

3、機器人控制的分類

1）按照有無反饋分為：開環控制、閉環控制；開環精確控制的條件：精確地知道被控對象的模型，並且這一模型在控制過程中保持不變。

2）按照期望控制量分為：位置控制，力控制，混合控制 ；位置控制分為：單關節位置控制（位置反饋，位置速度反饋，位置速度加速度反饋）、多關節位置控制、多關節位置控制分為分解運動控、集中控制；力控制分為：直接力控制、阻抗控制、力位混合控制；

3）智能化的控制方式 ：模糊控制、自適應控制、最優控制、神經網路控制、模糊神經網路控制 、專家控制以及其他；

4、控制系統硬體配置及結構

由於機器人的控制過程中涉及大量的坐標變換和插補運算以及較低層的實時控制，所以，目前的機器人控制系統在結構上大多數採用分層結構的微型計算機控制系統，通常採用的是兩級計算機伺服控制系統。

1）具體流程：

主控計算機接到工作人員輸入的作業指令後，首先分析解釋指令，確定手的運動參數。

然後進行運動學、動力學和插補運算，最後得出機器人各個關節的協調運動參數。這些參數經過通信線路輸出到伺服控制級，作為各個關節伺服控制系統的給定信號。關節驅動器將此信號D/A轉換後驅動各個關節產生協調運動。 感測器將各個關節的運動輸出信號反饋回伺服控制級計算機形成局部閉環控制，從而更加精確的控制機器人手部在空間的運動。

2）基於PLC的運動控制 兩種控制方式：

a.利用PLC的某些輸出埠使用脈衝輸出指令來產生脈衝驅動電機，同時使用通用I/O或者計數部件來實現電機的閉環位置控制。

b.使用PLC外部擴展的位置控制模塊來實現電機的閉環位置控制主要是以發高速脈衝方式控制，屬於位置控制方式，一般點到點的位置控制方式較多。

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