機器人控制系統功能及構成詳解

機器人控制系統功能及構成詳解

機器人控制器作為工業機器人的核心部件之一，對機器人的性能有著決定性的影響，并在一定程度上影響著機器人的發展。它通常由四部分組成：輸入、輸出、控制元件和算法。在一個簡單的機器人系統中，對應的原始組件是：輸入：傳感器，包括聲納、紅外、相機、陀螺儀、加速度計、指南針等。；輸出：控制元件，通常為電機；控制目標：如機器人路徑跟蹤。機器人控制系統功能及構成詳解？

機器人控制系統的定義

機器人控制系統的功能是接收來自傳感器的檢測信號。根據操作任務的要求驅動機械臂中的每個電機。正如人類活動依賴于自己的關節一樣，機器人的運動控制也離不開傳感器。機器人需要使用傳感器來檢測各種狀態。機器人的內部傳感器信號用于反映機械臂關節的實際運動狀態。機器人的外部傳感器信號用于檢測工作環境的變化，因此機器人的神經和大腦結合起來形成一個完整的機器人控制系統。

控制模式：如果有固定的執行模式，為運動控制器準備一個固定的參數程序；如果存在視覺系統或其他傳感器，則根據傳感器信號用非固定參數編程運動控制器。

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工業機器人控制系統簡介

（1）工業機器人控制系統的硬件結構

控制器是機器人系統的核心。相關外國公司對中國實施了嚴格的技術封鎖，限制了國內技術的發展。近年來，隨著微電子技術的發展，微處理器的性能越來越高，但價格卻越來越便宜。目前，市場上有32個微處理器，價值1-2美元。

高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發展機遇，使開發低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了確保系統具有足夠的計算和存儲能力，目前大多數機器人控制器都使用ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等具有強大計算能力的芯片。

（2）工業機器人控制系統結構

在控制器系統結構方面，重點研究了功能劃分和功能間信息交換的規范。在開放式控制器體系結構的研究中，有兩種基本結構，一種是基于硬件層次結構。這種結構相對簡單。在日本，系統結構基于硬件。例如，三菱重工有限公司生產的PA210便攜式通用智能手臂機器人分為五層；另一種是基于功能劃分，兼顧軟硬件的結構，這是機器人控制器系統結構的研究方向。

機器人控制系統的基本功能

存儲功能：存儲操作順序、移動路徑、移動模式、移動速度和與生產過程相關的信息；教學功能：離線編程、在線教學、間接教學。在線教學包括教學盒和指導教學；人機界面：示教盒、操作面板、顯示屏；傳感器接口：位置檢測、視覺、觸覺、力覺等；故障診斷安全保護功能：系統狀態監測、故障狀態安全保護和故障自診斷。