机器人控制器的制作流程
本技术公开了一种机器人控制器，包括ARM处理器、触摸控制屏和电机驱动电路。所述ARM处理器用于处理和存储将机器人执行动作进行图形化编程之后的固化程序，接收所述触摸控制屏发送的控制信号并驱动所述电机驱动电路启动所述伺服电机，所述触摸控制屏用于通过组合显示的机器人功能控制键发送控制信号至所述ARM处理器，所述电机驱动电路用于配合所述ARM处理器控制所述伺服电机。上述机器人控制器，所述触摸控制屏的图形功能键可以通过接收用户的指令来完成图形编程，从而控制机器人执行相应的动作。通过接收用户的指令来完成图形编程的编程方式，不要求用户具备一定的程序语言基础，且操作简单，不需要额外配置电脑来进行控制或编程，节约了成本的同时也给用户带来了控制操作方便的效果。
权利要求书
1.一种机器人控制器，其特征在于，包括ARM处理器、触摸控制屏和电
机驱动电路；
所述ARM处理器连接所述触摸控制屏和所述电机驱动电路，所述ARM处
理器通过所述传感器检测电路连接传感器，所述ARM处理器通过所述电机驱动
电路连接伺服电机；
所述ARM处理器用于处理和存储将机器人执行动作进行图形化编程之后
的固化程序，接收所述触摸控制屏发送的控制信号并驱动所述电机驱动电路启动所述伺服电机，所述触摸控制屏用于通过组合显示的机器人功能控制键发送控制信号至所述ARM处理器，所述电机驱动电路用于配合所述ARM处理器控
制所述伺服电机。
2.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于，还包括传感器检测
电路，所述传感器检测电路用于连接所述ARM处理器和传感器，配合所述ARM 处理器接收传感器的信息。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，其特征在于，还包括USB
接口和红外接口，所述ARM处理器通过所述USB接口连接键盘，所述ARM
处理器还通过所述USB接口连接鼠标，所述ARM处理器通过所述红外接口连
接遥控装置。
4.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，其特征在于，还包括音频输
出电路，所述ARM处理器通过所述音频输出电路连接扩音装置。
5.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，其特征在于，还包括电源电
路，所述ARM处理器通过所述电源电路连接蓄电池。
6.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，其特征在于，所述触摸控制
屏包括触摸板和LCD显示屏。
说明书
机器人控制器
技术领域
本技术涉及机械自动化领域，特别是涉及一种机器人控制器。
背景技术
机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，通过控制器
的控制来完成所需要的动作和功能。
一般的机器人控制器，采用PC机外加一个下位机控制器的方法，通过在
PC机上进行程序编程或图形化的编程，然后将生成的代码文件通过USB或者串口等下载到下位机再运行，从而达到控制机器人的目的。这样的机器人控制器灵活性极低，必须要有一台电脑与其配合才行，而电脑一般都是放于室内，这样在对机器人进行控制时，也就受到了场地的限制，同时，一般的机器人控制器要求用户具备一定的程序语言基础，给普通大众用户带来使用的局限性，
也给用户控制机器人带来了繁琐的操作，往往不能带给用户更为直接的操作体验。
技术内容
基于此，有必要针对现有的机器人控制器操作较复杂的问题，提供一种图
形编程功能和机器人控制器相结合的机器人控制器。
一种机器人控制器，包括ARM处理器、触摸控制屏和电机驱动电路；
所述ARM处理器连接所述触摸控制屏和所述电机驱动电路，所述ARM处
理器通过所述传感器检测电路连接传感器，所述ARM处理器通过所述电机驱动电路连接伺服电机；
所述ARM处理器用于处理和存储将机器人执行动作进行图形化编程之后
的固化程序，接收所述触摸控制屏发送的控制信号并驱动所述电机驱动电路启动所述伺服电机，所述触摸控制屏用于通过组合显示的机器人功能控制键发送控制信号至所述ARM处理器，所述电机驱动电路用于配合所述ARM处理器控制所述伺服电机。
在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括传感器检测电路，所
述传感器检测电路用于连接所述ARM处理器和传感器，配合所述ARM处理器接收传感器的信息。
在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括USB接口和红外接口，所述ARM处理器通过所述USB接口连接键盘，所述ARM处理器还通过所述USB接口连接鼠标，所述ARM处理器通过所述红外接口连接遥控装置。
在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括音频输出电路，所述ARM处理器通过所述音频输出电路连接扩音装置。
在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括电源电路，所述ARM
处理器通过所述电源电路连接蓄电池。
在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，所述触摸控制屏包括触摸板
和LCD显示屏。
上述机器人控制器，所述ARM处理器用于处理和存储将机器人执行动作进
行图形化编程之后的固化程序，接收所述触摸控制屏发送的控制信号并驱动所
述电机驱动电路启动所述伺服电机。所述触摸控制屏用于通过组合显示的机器人功能控制键发送控制信号至所述ARM处理器，所述电机驱动电路用于配合所述ARM处理器控制所述伺服电机。所述触摸控制屏可以显示机器人执行动作的图形功能键，所述触摸控制屏的图形功能键可以通过接收用户的指令来完成图形编程，从而控制机器人执行相应的动作。通过接收用户的指令来完成图形编程的编程方式，不要求用户具备一定的程序语言基础，且操作简单，不需要额外配置电脑来进行控制或编程，节约了成本的同时也给用户带来了控制操作方便的效果。
附图说明
图1为本技术机器人控制器其中一种实施例的结构连接图；
图2为本技术机器人控制器另一种实施例的结构连接图；
图3为本技术机器人控制器其中一种实施例的更具体的结构连接图。
具体实施方式
如图1所示，一种机器人控制器，包括ARM处理器110、触摸控制屏120
和电机驱动电路130；
所述ARM处理器110连接所述触摸控制屏120和所述电机驱动电路130，
所述ARM处理器110通过所述传感器检测电路连接传感器，所述ARM处理器110通过所述电机驱动电路130连接伺服电机；
所述ARM处理器110用于处理和存储将机器人执行动作进行图形化编程之
后的固化程序，接收所述触摸控制屏120发送的控制信号并驱动所述电机驱动电路130启动所述伺服电机，所述触摸控制屏120用于通过组合显示的机器人功能控制键发送控制信号至所述ARM处理器110，所述电机驱动电路130用于配合所述ARM处理器110控制所述伺服电机。
在本实施例中所述ARM处理器110可以输入将机器人执行动作进行图形化
编程之后的固化程序，再以图形的形式显示在所述触摸控制屏120上，通过用户在所述触摸控制屏120上进行图形的组合完成编程，由所述触摸控制屏120 发送控制命令到所述ARM处理器110，所述ARM处理器110控制所述电机驱
动电路130启动所述伺服电机。最终由伺服电机来带动机器人完成执行动作，本实施例中优选ARM9处理器作为控制芯片。所述触摸控制屏120可以显示所述ARM处理器110对电机驱动电路130进行控制的所有控制键，例如控制电机转动的角度，速度和方向等等，还可以设置机器人执行动作的延时时间。所述ARM处理器110通过所述电机驱动电路130可以控制伺服电机正传和反转，还可以调节伺服电机的转动速度和转动角度等等，通过电机带动机器执行相应的动作，优选步进电机或直流电机作为连接电机驱动电路130的电机。
上述机器人控制器，所述ARM处理器用于处理和存储将机器人执行动作进
行图形化编程之后的固化程序，接收所述触摸控制屏发送的控制信号并驱动所述电机驱动电路启动所述伺服电机。所述触摸控制屏用于通过组合显示的机器人功能控制键发送控制信号至所述ARM处理器，所述电机驱动电路用于配合所述ARM处理器控制所述伺服电机。所述触摸控制屏可以显示机器人执行动作的图形功能键，所述触摸控制屏的图形功能键可以通过接收用户的指令来完成图形编程，从而控制机器人执行相应的动作。通过接收用户的指令来完成图形编程的编程方式，不要求用户具备一定的程序语言基础，且操作简单，不需要额外配置电脑来进行控制或编程，节约了成本的同时也给用户带来了控制操作方便的效果。
如图2所示，在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括传感器
检测电路140，所述传感器检测电路140用于连接所述ARM处理器110和传感器，配合所述ARM处理器110接收传感器的信息。
本实施例中的传感器检测电路140可以检测传感器的状态，接收传感器传
输过来的信息。若选择所述触摸控制屏120中的自动控制模式，所述ARM处理器110依据传感器传输过来的探测信息，再根据存储的机器人执行动作进行图
形化编程之后的固化程序实行自动控制，即在传感器传输过来相应的探测信息，所述ARM处理器110根据探测信息，执行相应的固化程序。本实施例中的传感
器可以是探测周围光亮度的传感器，也可以是探测障碍物的传感器，即可以根据用户的需要随意添加相应功能的传感器。
如图3所示，在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括USB接
口150和红外接口160，所述ARM处理器110通过所述USB接口150连接键
盘，所述ARM处理器110还通过所述USB接口150连接鼠标，所述ARM处
理器110通过所述红外接口160连接遥控装置。
本实施例中，所述USB接口150可以是2路USB接口150，用于同时连接
鼠标和键盘，通过鼠标和键盘的配合来完成图形编程。本实施例还增加了红外接口160，通过接收遥控装置的红外信号远程发送控制命令控制所述ARM处理器110驱动伺服电机。
如图3所示，在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括音频输
出电路170，所述ARM处理器110通过所述音频输出电路170连接扩音装置。
本实施例中ARM处理器110可以通过音频输出电路170在机器人执行相应
动作的时候通过扩音装置播放提示音进行提醒。播放声音以MP3的文件形式存入ARM处理器110中，由ARM处理器110控制音频输出电路170启动扩音装
置发出声音。由于播放声音是以MP3的文件形式存入ARM处理器110中，因
此本实施例的音频输出电路170和扩音装置配合可以播放任何用户想要播放的声音，使得播放声音变得多样化。
如图3所示，在其中一个实施例中，所述的机器人控制器，还包括电源电
路180，所述ARM处理器110通过所述电源电路180连接蓄电池。
所述电源电路180为连接蓄电池和所述ARM处理器110的电路，所述电源
电路180为所述控制器提供直流电能，蓄电池直接给所述控制器提供电能，使得所述机器人控制器不受连接电线的限制，方便用户使用的同时也使得控制器携带更为便捷。
在其中一个实施例中，所述的机器人控制器中的所述触摸控制屏包括触摸
板和LCD显示屏。
本实施例中的触摸控制屏包括触摸板和LCD显示屏，触摸控制屏有触摸控
制和显示的功能，如果触摸板太小，则不方便用户进行触摸控制，如果触摸板和LCD显示屏太大，则装运和安装都不是很方便。所述触摸板可以是电阻触摸板，也可以是电容触摸板，为了取得最佳的使用效果，本实施例中采用5寸电阻触摸板。如果LCD显示屏太小，给用户的直接视觉观感效果较差，用户直接观看比较吃力，如果触摸板和LCD显示屏太大，则装运和安装都不是很方便。为了取得最佳的视觉观感效果，本实施例中采用5寸LCD显示屏。
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
工业机器人控制系统组成及典型结构
工业机器人控制系统组成及典型结构 一、工业机器人控制系统所要达到的功能机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下： 1、记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。 2、示教功能：离线编程，在线示教，间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 3、与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 4、坐标设置功能：有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 5、人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。 6、传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。 7、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。 8、故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。 二、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、微处理器有32 位、64 位等如奔腾系列CPU 以及其他类型CPU 。 2、示教盒：示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作，拥有自己独立的 CPU 以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 3、操作面板：由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。 4、硬盘和软盘存储存：储机器人工作程序的外围存储器。 5、数字和模拟量输入输出：各种状态和控制命令的输入或输出。 6、打印机接口：记录需要输出的各种信息。 7、传感器接口：用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。 8、轴控制器：完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 9、辅助设备控制：用于和机器人配合的辅助设备控制，如手爪变位器等。 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。 11 、网络接口 1) Ethernet 接口：可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC 通信，数据传输速率高达 10Mbit/s ，可直接在PC 上用windows 库函数进行应用程序编程之后，支持TCP/IP 通信协议，通过Ethernet 接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。
机器人控制器的现状及展望概要
第21卷第1期1999年1月 机器人ROBO T V o l.21,N o.1 Jan.,1999机器人控制器的现状及展望α 范永谭民 (中国科学院自动化研究所北京100080 摘要机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一,它从一定程度上影响着机器人的发展.本文介绍了目前机器人控制器的现状,分析了它们各自的优点和不足,探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题. 关键词机器人控制器,开放式结构,模块化 1引言 从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了3代[1]: (1可编程的示教再现型机器人;(2基于传感器控制具有一定自主能力的机器人;(3智能机器人.作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一.它从一定程度上影响着机器人的发展.目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步,使得机器人的研究在高水平上进行,同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求. 对于不同类型的机器人,如有腿的步行机器人与关节型工业机器人,控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样.本文仅讨论工业机器人控制器问题. 2机器人控制器类型
机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置,它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣. 从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型. 211串行处理结构 所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理.对于这种类型的控制器,从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种[2]. (1单CPU结构、集中控制方式 用一台功能较强的计算机实现全部控制功能.在早期的机器人中,如H ero2I,Robo t2I等,就采用这种结构,但控制过程中需要许多计算(如坐标变换,因此这种控制结构速度较慢. (2二级CPU结构、主从式控制方式 一级CPU为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补,并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存,供二级CPU读取;二级CPU完成全部关节位置数字控制.这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数据,是一个松耦合的关系.对采用更多的CPU进一步分散 α1998-09-03收稿 67机器人1999年1月 功能是很困难的.日本于70年代生产的M o tom an机器人(5关节,直流电机驱动的计算机系统就属于这种主从式结构. (3多CPU结构、分布式控制方式
机器人控制器的现状及展望概要
机器人控制器的现状及展望 摘要机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一, 它从一定程度上影响着机器人的发展。本文介绍了目前机器人控制器的现状, 分析了它们各自的优点和不足, 探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题。 1引言 从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有 50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了 3代:(1 可编程的示教再现型机器人; (2 基于传感器控制具有一定自主能力的机器人; (3 智能机器人。作为机器人的核心部分, 机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一。它从一定程度上影响着机器人的发展。目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步, 使得机器人的研究在高水平上进行, 同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求。 对于不同类型的机器人, 如有腿的步行机器人与关节型工业机器人, 控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样。本文仅讨论工业机器人控制器问题。 2机器人控制器类型 机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置, 它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣。 从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型。 2.1串行处理结构 所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理。对于这种类型的控制器, 从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种。 (1单 CPU 结构、集中控制方式
用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。在早期的机器人中, 如 Hero-I, Robot-I等, 就采用这种结构, 但控制过程中需要许多计算 (如坐标变换 , 因此这种控制结构速度较慢。 (2二级 CPU 结构、主从式控制方式 一级 CPU 为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补, 并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存, 供二级 CPU 读取;二级 CPU 完成全部关节位置数字控制。 这类系统的两个 CPU 总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数据,是一个松耦合的关系。对采用更多的 CPU 进一步分散功能是很困难的。日本于 70年代生产的 Motoman 机器人(5关节,直流电机驱动的计算机系统就属于这种主从式结构。 (3多 CPU 结构、分布式控制方式 目前, 普遍采用这种上、下位机二级分布式结构, 上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等。下位机由多 CPU 组成,每个 CPU 控制一个关节运动,这些 CPU 和主控机联系是通过总线形式的紧耦合。这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但这些多 CPU 系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构,即每个处理器承担固定任务。目前世界上大多数商品化机器人控制器都是这种结构。 控制器计算机控制系统中的位置控制部分,几乎无例外地采用数字式位置控制。 以上几种类型的控制器都是采用串行机来计算机器人控制算法。它们存在一个共同的弱点:计算负担重、实时性差。所以大多采用离线规划和前馈补偿解耦等方法来减轻实时控制 中的计算负担。当机器人在运行中受到干扰时其性能将受到影响, 更难以保证高速运动中所要求的精度指标。
细解工业机器人的关键零部件
细解工业机器人的关键零部件 当前，工业机器人产业市场呈现爆炸式增长势头，而工业机器人产业的发展必将为其核心零配件应用提供众多机会。工业机器人除了本体以外，主要有三大核心零配件，控制器、伺服系统、减速器，它们占到工业机器人成本的70%左右。而随着人工智能浪潮的越演越烈，机器视觉系统也成了工业机器人不可或缺的一部分。 工业机器人的大脑：控制器 控制器是机器人的大脑，发布和传递动作指令。包括硬件和软件两部分：硬件就是工业控制板卡，软件部分主要是控制算法、二次开发等。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配，国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。 现有的工业机器人控制器封闭构造，带来开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能等缺点，已不能适应智能化和柔性化要求。开发标准化、开放化控制器是工业机器人控制器的一个发展方向，存在巨大发展空间。到2020年我国工业机器人控制器市场规模有望达到12亿元左右，未来五年复合增速约为27%。 工业机器人的眼睛：机器视觉系统 工业自动化的真正实现，需要高度智能化的工业机器人去替代人类的一部分工作，而显然，如果想让机器人去很好的替代人类工作的话，首先要做的就是让它们得能“看”到才行，这就要依赖机器视觉系统来完成。 机器视觉系统可以通过机器视觉产品即图像摄取装置，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，然后图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。到2021年，机器视觉全球市场价值预计将达285亿美元，
KUKA机器人介绍KR16
1、库卡机器人本体、控制柜、机器人编程控制器性能参数具体说明1.1 KR16机器人本体 KR16的外形尺寸及工作范围
KR16性能参数 负载(指第6轴最前端P点负载）16公斤 手臂/第1轴转盘负载10/20 公斤 总负载46公斤 运动轴数 6 法兰盘（第6轴上）DIN ISO 9409-1-A50 安装位置地面/墙壁/天花板 重复精度+/-0.05mm 控制器KRC2 自重235公斤 作业空间范围14.5立方米 每个轴的运动参数运动范围运动速度 轴1+/-185°156°/s 轴2+35°/-155°156°/s 轴3+154°/ -130°156°/s 轴4+/-350°330°/s 轴5+/-130°330°/s 轴6+/-350°615°/s 1.2机器人控制器KRC2 （1）机器人控制器KRC2外形尺寸 控制柜采用高强材料作为结构框架，内部器件布置简洁明了，全部采用总线形式，维护方便、可靠；控制柜内的冷却按欧洲标准设计制造，元器件与冷却回路隔开，冷却可靠，外部灰层不会进入控制柜内部。
（2）KRC2性能参数
1.4 库卡机器人特点 库卡机器人由肘节式结构的机器人本体，KRC2控制柜、示教控制器KCP组成；铝合金机器人本体、高速运动曲线的动态模型优化，使得库卡机器人的加速性能比其它普通机器人高出25%，有利于提高系统寿命、优化工作节拍； KRC2控制柜采用熟悉的个人电脑WINDOWS操作界面，中英文多种语言菜单；标准的工业计算机，硬盘、光驱、软驱、打印接口、I/O信号、多种总线接口，远程诊断； KCP具有示教、编程、安全保护功能； 控制系统具有绝对位置记忆、软PLC（选项）功能； 事故间隔时间长达7万小时---这是其它机器人所无法比拟的。 库卡工业机器人优点描述： （1）标准六轴工业机器人本体： ?合理的机械结构和紧凑化设计 ?6个自由度AC伺服马达 ?绝对位置编码器 ?所有轴都带有抱闸 ?特定的负载和运动惯量的设计，使得速度和运动特性达到最优化 ?臂部的附加负载对额定负载没有运动限制 ?本体和控制器之间7m长电缆, 并可根据需要进行扩展 ?特点描述： ●模块化的机械结构设计，任何部分都可迅速更换 ●高精度电子零点标定，任何人在任何时间所作的零点标定都 是相同的，标定后，程序无需重新校正即可进入生产状态。 ●可调机械手臂，更大的活动空间和柔韧性 ●高速运动曲线中动态模型的优化，加速性能高于普通机器人25%，更利于 提高系统寿命、优化工作节拍。
智能机器人控制系统
机器人的控制 机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。 智能机器人控制的关键技术 关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 (4)网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站
向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。 PID控制原理和特点 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入积分项。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制
湖面清扫智能机器人的控制系统设计说明书
湖面清扫智能机器人的控制系统设计 1、引言 机器人是上个世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，它作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度、提高生产率、改变生产模式，把人从危险、恶劣的环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。在发达国家，工业机器人已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、紧急救援、危险及恶劣环境作业、医疗康复等领域。进入21世纪，人们已经越来越切身地感受到机器人深入生产、深入生活、深入社会的坚实步伐。机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人；智能机器人是具有感知、思维和动作的机器人。所谓感知即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力，如装配机器人需要在非结构化的环境中认识障碍物并实现避障移动，这依赖于智能机器人的感觉系统，即各种各样的传感器；所谓思维是指机器人自身具有解决问题的能力，比如，装配机器人可以根据设计要求为一部复杂机器找到零件的装配办法及顺序，指挥执行机构，即指挥动作部分完成这部机器的装配；动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。由此可见，智能机器人是一个复杂的软件、硬件综合体。 机器人的核心是控制系统。机器人的先进性和功能的强弱通常都直接与其控制系统的性能有关。机器人控制是一项跨多学科的综合性技术，涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多种学科的内容。 近年来，随着工业和其它服务行业的蓬勃发展，人们在重视其经济效益的同时却往往忽略了他们对环境的污染，人类赖以生存的水资源也不例外。水面污染对人类的水源构成很大的威胁，湖泊尤其是旅游胜地和市内人工湖泊，更是无法逃避漂浮物污染的厄运，举目可见各种日常消费品的包装物在湖面上漂浮。污染的加剧根治水污染。但是，水面污染的治理是一项艰难的长期任务，是全人类必须面对的共同问题。用人工清理水面漂浮物只是权益之计，有些危险水域人无法工作。很多发达国家致力于水面污染治理设备的研究，如石油清理设备，但只是用于大量泄露石油的清理。目前，我国研制的清理水面漂浮物的设备还未见报道，国外研制的也不多，并且价格昂贵，实现的功能也不尽人意。因此，开发一种性
工业机器人控制的功能
工业机器人控制的功能、组成和分类 1. 对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，用于对操作机的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下： ·记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。·示教功能：离线编程，在线示教，间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 ·与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 ·坐标设置功能：有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 ·人机接口：示教盒、操作面板、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。 ·故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、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。一般为微型机、微处理器有32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 （2）示教盒示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作，拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 （3）操作面板由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。 （4）硬盘和软盘存储存储机器人工作程序的外围存储器。 （5）数字和模拟量输入输出各种状态和控制命令的输入或输出。 （6）打印机接口记录需要输出的各种信息。 （7）传感器接口用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。 （8）轴控制器完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 （9）辅助设备控制用于和机器人配合的辅助设备控制，如手爪变位器等。 （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。（11）网络接口 1）Ethernet接口：可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信，数据传输速率高达10Mbit/s，可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后，支持TCP/IP通信协议，通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。 2）Fieldbus接口：支持多种流行的现场总线规格，如Device net、AB Remote I/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
机器人控制器的现状及展望
第21卷第1期1999年1月 机器人 ROBOT V ol.21,No.1 J a n.,1999机器人控制器的现状及展望⒇ 范 永 谭 民 (中国科学院自动化研究所 北京 100080) 摘 要 机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一,它从一定程度上影响着机器人的发展.本文介绍了目前机器人控制器的现状,分析了它们各自的优点和不足,探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题. 关键词 机器人控制器,开放式结构,模块化 1 引言 从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了3代[1]: (1)可编程的示教再现型机器人;(2)基于传感器控制具有一定自主能力的机器人;(3)智能机器人.作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一.它从一定程度上影响着机器人的发展.目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步,使得机器人的研究在高水平上进行,同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求. 对于不同类型的机器人,如有腿的步行机器人与关节型工业机器人,控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样.本文仅讨论工业机器人控制器问题. 2 机器人控制器类型 机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置,它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣. 从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型. 2.1 串行处理结构 所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理.对于这种类型的控制器,从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种[2]. (1)单CPU结构、集中控制方式 用一台功能较强的计算机实现全部控制功能.在早期的机器人中,如Hero-I,Robo t-I等,就采用这种结构,但控制过程中需要许多计算(如坐标变换),因此这种控制结构速度较慢. (2)二级CPU结构、主从式控制方式 一级CPU为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补,并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存,供二级CPU读取;二级CPU完成全部关节位置数字控制.这类系统的两个C PU总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数据,是一个松耦合的关系.对采用更多的CPU进一步分散 ⒇1998-09-03收稿 DOI:10.13973/https://www.wendangku.net/doc/478755722.html, k i.rob ot.1999.01.014
机器人控制器(CM-6)说明书
机器人控制器（CM-6）说明书 注意：本控制器除了采用适配器电源供电方式外，还可以采用电池供电，采用的是SANYO 的12V可充电镍氢电池。而且这种电路设计有个特点：接上适配器时，电池就跟电路断开了，所以就算电池插上了也不会接入电路，有效的保护了电池。D1为电源指示灯。在用电池供电时，注意电池的极性，防止反接。 一、程序的编写和编译 采用WINAVR软件进行编译。安装完之后，打开“Programmers Notepad（WinAVR）”，开始程序的编写。 1. 新建一个工程 2..新建一个c语言源文件并另存为“XX.c”文件，例如main.c
3接下来要把main.c添加到main这个项目中， 4.在main.c中写程序，并保存。
5.makefile的制作。由于WinA VR没有像Keil uVision那样的集成IDE，所以我们需要写一个叫做makefile的文件来管理程序的编译链接。Makefile是脚本文件，一个标准的可执行文件makefile.exe负责解析它并根据脚本内容来调用编译器、连接器或其他的工具。 WinA VR的编译需要一个makefile文件，并需要把这个文件放到当前工程的目录下，这样才能正确编译。Makefile可以直接拷贝本目录下的makefile文件到项目文件夹下，然后用“Programmers Notepad（WinAVR）”打开makefile文件。 修改过程中，只需要修改“TARGET”和“SRC”这两项，把TARGET修改为刚才的源文件（.C文件）的文件名，本例中为“main“，相应地把SRC改为“main.c”即可。修改完之后保存即可。
KEBA机器人控制器简介
KEBA机器人控制器简介 KEBA （中文名：科控）是一家提供自动控制产品和服务的公司，总部在奥地利（和贝加莱是老乡）。KEBA 成立于1968年，在中国设有分公司，其员工总数不到1000人，2015年营业收入达到1.89亿欧元。公司不大，产品却不俗，在工业、银行、能源等很多行业都有应用。 看到工业机器人市场这块蛋糕，KEBA 也推出了面向机器人自动化应用的产品—— KeMotion[ 1 ] ^{[1]}[1]，号称是机器人与机械设备自动化的全套解决方案。其实，KeMotion 就是一个机器人控制系统。KeMotion在中国应用非常广泛，很多机器人厂商均有使用KEBA的控制器，例如埃夫特、埃斯顿等，其它不太知名的小厂家就更多了。即便如此有名，笔者想在公网上找一些KEBA控制器的资料却几乎找不到，看来工业机器人控制这个小圈子太封闭了，笔者试图搅动这潭死水。让人意外的一点是，KEBA 虽然研发机器人控制器，但自己却并不制造机器人，这是否说明本体的利润远远比不上控制器呢？而且像控制器这样的核心被抓在别人手里，机器人厂家想必也是不甘心吧。 本文我们就来看看KEBA的控制器有什么特色。KeMotion 既然是一个系 统，它就包含一系列的软件、硬件、标准、语言等等，我总结了一下，如下表 看着一大堆没见过的英文，不知道国内英语不好的同志怎么想，反正我是 是想死的心都有了。KEBA 的工程师为了把用户搞晕也是做出了不懈的努力， 下面我逐个介绍。首先是看得见摸得着的硬件部分：
控制器KeControl KeControl 是控制器，更准确的说是控制器的CPU 模块，有CP、DU等几种型号。下图中我手里拿着的型号是CP263/X（左图），它比A4 纸瘦长一点，从正面看外表由一段段塑料片组成。你可以把KeControl 看成是一个功能齐全的小电脑（PC —— Personal Computer），它内部有中央处理器、内存和硬盘（由CF卡充当），而且运行着VxWorks 操作系统。KeControl 虽然是一个PC，但是却采用了PLC 的术语，把（我手中的）整个盒子称为“ CPU 模块”。
机器人控制器存在的问题概要
机器人控制器存在的问题 随着现代科学技术的飞速发展和社会的进步，对机器人的性能提出更高的耍求。智能机器人技术的研究已成为机器人领域的主要发展方向，如各种精密装配机器人，力/位置混合控制机器人，多肢体协调控制系统以及先进制造系统中的机器人的研究等。相应的，对机器人控制器的性能也提出了更高的要求。但是，机器人自诞生以来，特别是工业机器人所采用的控制器基本上都是开发者基于自己的独立结构进行开发的，采用专用计箅机、专用机器人语言、专用操作系统、专用微处理器。这样的机器人控制器已不能满足现代工业发展的要求。 串行处理结构控制器的结构封闭，功能单一，且计箅能力差，难以保证实时控制的要求，所以目前绝人多数商用机器人都是釆用单轴PID控制，难以满足机器人控制的高速、高精度的要求。虽然分布式结构在一定层次上是开放的，可以根据需要增加更多的处理器，以满足传感器处理和通讯的需要，但它只是在有限范围内开放。 并行处理结构控制器虽然能从计箅速度上有了很大突破，能保证实时控制的需要，但还存在许多问题。目前的并行处理控制器研究一般集中于机器人运动学、动力学模型的并行处理方面，基于并行算法和多处理器结构的映射特征来设计，即通过分解给定任务，得到若干子任务，列出数据相关流图，实现各子任务在对应处理器上的并行处理。由于并行算法中通讯、同步等内在特点，如程序设计不当则易出现锁死与通讯堵塞等现象。
综合起来，现有机器人控制器存在很多问题，如： (1)开放性差 局限于“专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器”的封闭式结构。封闭的控制器结构使其具有特定的功能、适应于特定的环境，不便于对系统进行扩展和改进。 (2)软件独立性差 软件结构及其逻辑结构依赖于处理器硬件，难以在不同的系统间移植。 (3)容错性差 由于并行计算中的数据相关性、通讯及同步等内在特点，控制器的容错性能变差，其中一个处理器出故障可能导致整个系统的瘫痪。 (4)扩展性差 目前，机器人控制器的研究着重于从关节这一级来改善和提高系统的性能。由于结构的封闭性，难以根据需要对系统进行扩展，如增加传感器控制等功能模块。 (5)缺少网络功能 现在几乎所有的机器人控制器都没有网络功能。
机器人控制
摘要 为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 第1章绪论 1.1 机器人控制系统 机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。 1.2 机器人控制的关键技术 关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux 上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 (4)网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。 第2章机器人PID控制 2.1 PID控制器的组成 PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e (t)与输出u (t)
详细解析工业机器人控制系统
详细解析工业机器人控制系统 什么是机器人控制系统 如果仅仅有感官和肌肉，人的四肢还是不能动作。一方面是因为来自感官的信号没有器官去接收和处理，另一方面也是因为没有器官发出神经信号，驱使肌肉发生收缩或舒张。同样，如果机器人只有传感器和驱动器，机械臂也不能正常工作。原因是传感器输出的信号没有起作用，驱动电动机也得不到驱动电压和电流，所以机器人需要有一个控制器，用硬件坨和软件组成一个的控制系统。 机器人控制系统的功能是接收来自传感器的检测信号，根据操作任务的要求，驱动机械臂中的各台电动机就像我们人的活动需要依赖自身的感官一样，机器人的运动控制离不开传感器。机器人需要用传感器来检测各种状态。机器人的内部传感器信号被用来反映机械臂关节的实际运动状态，机器人的外部传感器信号被用来检测工作环境的变化。 所以机器人的神经与大脑组合起来才能成一个完整的机器人控制系统。 机器人的运动控制系统包含哪些方面？ 执行机构----伺服电机或步进电机； 驱动机构----伺服或者步进驱动器； 控制机构----运动控制器，做路径和电机联动的算法运算控制； 控制方式----有固定执行动作方式的，那就编好固定参数的程序给运动控制器；如果有加视觉系统或者其他传感器的，根据传感器信号，就编好不固定参数的程序给运动控制器。 机器人控制系统的基本功能 1.控制机械臂末端执行器的运动位置（即控制末端执行器经过的点和移动路径）； 2.控制机械臂的运动姿态（即控制相邻两个活动构件的相对位置）； 3.控制运动速度（即控制末端执行器运动位置随时间变化的规律）； 4.控制运动加速度（即控制末端执行器在运动过程中的速度变化）；
KUKA机器人介绍KR16
1C1D 1、库卡机器人本体、控制柜、机器人编程控制器性能参数具体说明 1、1 KR16机器人本体 KR16的外形尺寸及工作范围 1Q27 530 1OB1 ------------ P i
KR16 性能参数 负载（指第6轴最前端P 点负载） 16公斤 手臂/第 1轴转盘负载 10/20 公斤 总负载 46公斤 运动轴数 6 法兰盘（第6轴上） DIN ISO 9409-1-A50 安装位置 地面/墙壁/天花板 重复精度 +/-0、05mm 控制器 KRC2 自重 235公斤 作业空间范围 14、5立方米 每个轴的运动参数 运动范围 运动速度 轴1 +/-185 ° 156°/s 轴2 +35°/-155 ° 156°/s 轴3 + 154° -130 / 156°/s 轴4 +/-350 / 330°/s 轴5 +/-130 / 330°/s 轴6 +/-350 / 615°/s 1、2机器人控制器KRC2 控制柜采用高强材料作为结构框架,内部器件布置简洁明了 ,全部采用总线形式,维护 方便、可靠；控制柜内的冷却按欧洲标准设计制造,元器件与冷却回路隔开,冷却可靠,外部 灰层不会进入控制柜内部。 （1）机器人控制器KRC2外形尺 寸
（2） KRC2性能参数 处理器 库卡（工业）计算机 操作系统 微软 WINDOWS XP 编程及控制 库卡KCP 设计生产标准 DIN EN 292, DIN EN 418, DIN EN 614-1, DIN EN 775, DIN EN 954, DIN EN 50081-2, DIN EN 50082-2, DIN EN 60204-1 保护等级 IP54 工作环境温度 0°45 ° （如果工作环境温度超过 45°需加冷却设备） 控制轴数 6-8个 自重 178公斤 输入电源 3x400V-10% s 3X415V+10% , 49-61 赫兹 负载功率 最大8KVA 保护熔断器 32A, 3只（慢熔型） 与外围设备通讯接口 Ether Net, DevicNet （Interbus, profibus 作为可选项） 至机器人电缆总成 7米（可加长到 15米,或25、35、50米） 噪音等级 （根据 DIN 45635-1） 67dB 性能参数 尺寸（长 x 高 x 厚）:330x260x35mm 保护等级：IP54 显示屏：640x480,256 色LCD 彩显,VGA 模式 6D 空间鼠标，使示教动作容易操作 4种工作模式切换旋钮，方便操作与安全 3位人体学始能开关 中/英 /德/法多种语言菜单切换容易 10米控制电缆 开始/停止/紧急停止按钮 G ? ■ 1、3机器人编程控制器
工业机器人控制系统的基本原理
工业机器人控制系统的 基本原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
工业机器人控制系统 20世纪80年代以后，由于微型计算机的发展，特别是电力半导体器件的出现，使整个机器人的控制系统发生了很大的变化，使机器人控制器日趋完善。具有非常好的人机界面，有功能完善的编程语言和系统保护，状态监控及诊断功能。同时机器人的操作更加简单，但是控制精度及作业能力却有很大的提高。目前机器人已具有很强的通信能力，因此能连接到各种网络（CAN—BUS、PROFIBUS或ETHERNET）。形成了机器人的生产线。特别是汽车的焊接生产线、油漆生产线、装配生产线很多都是靠机器人工作的。特别是控制系统已从模拟式的控制进入了全数字式的控制。 90年代以后，计算机的性能进一步提高，集成电路（IC）的集成度进一步的提高，使机器人的控制系统的价格逐渐降低，而运算的能力却大大提高，这样，过去许多用硬件才能实现的功能也逐渐地使用软件来完成。而且机器人控制系统的可靠性也由最早几百小时提高到现在的6万小时，几乎不需要维护。 一、控制系统基本原理及分类 工业机器人的控制器在要求完成特定作业时，需要做下述几件事： 示教：通过计算机来接受机器人将要去完成什么作业。也就是给机器人的作业命令，这个命令实质上是人发出的。 计算：这一部分实际上就是机器人控制系统中的计算机来完成的，它通过获得的示教信息要形成一个控制策略，然后再根据这个
策略（也称之为作业轨迹的规划）细化成各轴的伺服运动的控制的策略。同时计算机还要担负起对整个机器人系统的管理，采集并处理各种信息。因此，这一部分是非常重要的核心部分。 伺服驱动：就是通过机器人控制器的不同的控制算法将机器人控制策略转化为驱动信号，驱动伺服电动机，实现机器人的高 速、高精度运动，去完成指定的作业。 反馈：机器人控制中的传感器对机器人完成作业过程中的运动状态、位置、姿态进行实时地反馈，把这些信息反馈给控制计算机，使控制计算机实时监控整个系统的运行情况，及时做出各种决策。 图1 机器人控制基本原理图 控制系统可以有四种不同分类方法：控制运动方式、控制系统信号类型、控制机器人的数目以及人机的相互关系等分类。 （1）、按控制运动方式进行分类可分为程序控制系统、自适应控制系统和组合控制系统。 A、程序控制系统：绝大多数商品机器人是属于这种控制系统，主 要用于搬运、装配、点焊等点位控制，以及弧焊、喷涂机器人的轮廓控制。
机器人控制系统详解
机器人控制系统详解 如果仅仅有感官和肌肉，人的四肢并不能动作。一方面是因为来自感官的信号没有器官去接收和处理，另一方面也是因为没有器官发出神经信号，驱使肌肉发生收缩或舒张。同样，如果机器人只有传感器和驱动器，机械臂也不能正常工作。原因是传感器输出的信号没有起作用，驱动电动机也得不到驱动电压和电流，所以机器人需要有一个控制系统，用硬件和软件组成一个的控制系统。 机器人控制系统概念 机器人控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。 机器人控制系统的功能要求 1、记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。 2、示教功能：离线编程，在线示教，间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 3、与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 4、坐标设置功能：有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 5、人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。 6、传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。 7、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。 8、故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。机器人控制系统的主要种类 控制系统的任务，是根据机器人的作业指令程序、以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成的运动和功能。假如机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。
工业机器人控制系统的基本原理
工业机器人控制系统 20世纪80年代以后，由于微型计算机的发展，特别是电力半导体器件的出现，使整个机器人的控制系统发生了很大的变化，使机器人控制器日趋完善。具有非常好的人机界面，有功能完善的编程语言和系统保护，状态监控及诊断功能。同时机器人的操作更加简单，但是控制精度及作业能力却有很大的提高。目前机器人已具有很强的通信能力，因此能连接到各种网络（CAN—BUS、PROFIBUS或ETHERNET）。形成了机器人的生产线。特别是汽车的焊接生产线、油漆生产线、装配生产线很多都是靠机器人工作的。特别是控制系统已从模拟式的控制进入了全数字式的控制。 90年代以后，计算机的性能进一步提高，集成电路（IC）的集成度进一步的提高，使机器人的控制系统的价格逐渐降低，而运算的能力却大大提高，这样，过去许多用硬件才能实现的功能也逐渐地使用软件来完成。而且机器人控制系统的可靠性也由最早几百小时提高到现在的6万小时，几乎不需要维护。 一、控制系统基本原理及分类 工业机器人的控制器在要求完成特定作业时，需要做下述几件事：示教：通过计算机来接受机器人将要去完成什么作业。也就是给机器人的作业命令，这个命令实质上是人发出的。 计算：这一部分实际上就是机器人控制系统中的计算机来完成的，它通过获得的示教信息要形成一个控制策略，然后再根据这个策
略（也称之为作业轨迹的规划）细化成各轴的伺服运动的控制 的策略。同时计算机还要担负起对整个机器人系统的管理，采 集并处理各种信息。因此，这一部分是非常重要的核心部分。伺服驱动：就是通过机器人控制器的不同的控制算法将机器人控制策略转化为驱动信号，驱动伺服电动机，实现机器人的高速、 高精度运动，去完成指定的作业。 反馈：机器人控制中的传感器对机器人完成作业过程中的运动状态、位置、姿态进行实时地反馈，把这些信息反馈给控制计算机， 使控制计算机实时监控整个系统的运行情况，及时做出各种决 策。 图1 机器人控制基本原理图 控制系统可以有四种不同分类方法：控制运动方式、控制系统信号类型、控制机器人的数目以及人机的相互关系等分类。 （1）、按控制运动方式进行分类可分为程序控制系统、自适应控制系统和组合控制系统。 A、程序控制系统：绝大多数商品机器人是属于这种控制系统，主 要用于搬运、装配、点焊等点位控制，以及弧焊、喷涂机器人的轮廓控制。