一址否、工業(yè)機(jī)器人的主要組成部分
1、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置
概念：要使機(jī)器人運(yùn)行起來, 需給各個(gè)關(guān)節(jié)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度安置傳動(dòng)裝置 作用：提供機(jī)器人各部位碎紊、各關(guān)節(jié)動(dòng)作的原動(dòng)力佑附。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：可以是液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)矮慕、電動(dòng)傳動(dòng), 或者把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng); 可以是直接驅(qū)動(dòng)或者是通過同步帶帮匾、鏈條、輪系痴鳄、諧波齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)。
（1）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置
電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的能源簡(jiǎn)單缸夹，速度變化范圍大痪寻，效率高，速度和位置精度都很高虽惭。但它們多與減速裝置相聯(lián)橡类，直接驅(qū)動(dòng)比較困難。
電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置又可分為直流(DC)芽唇、交流(AC)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)顾画。 直流伺服電機(jī)電刷易磨損，且易形成火花匆笤。無刷直流電機(jī)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用研侣。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多為開環(huán)控制，控制簡(jiǎn)單但功率不大炮捧，多用于低精度小功率機(jī)器人系統(tǒng)庶诡。
電動(dòng)上電運(yùn)行前要作如下檢查：
電源電壓是否合適（過壓很可能造成驅(qū)動(dòng)模塊的損壞）； 對(duì)于直流輸入的+/-極性一定不能接錯(cuò)咆课，驅(qū)動(dòng)控制器上的電機(jī)型號(hào)或電流設(shè)定值是否合適（開始時(shí)不要太大）末誓；
控制信號(hào)線接牢靠扯俱，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最好要考慮屏蔽問題（如采用雙絞線）；
不要開始時(shí)就把需要接的線全接上喇澡，只連成最基本的系統(tǒng)迅栅，運(yùn)行良好后，再逐步連接晴玖。
一定要搞清楚接地方法库继，還是采用浮空不接。
開始運(yùn)行的半小時(shí)內(nèi)要密切觀察電機(jī)的狀態(tài)窜醉，如運(yùn)動(dòng)是否正常宪萄，聲音和溫升情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停機(jī)調(diào)整榨惰。
（2）液壓驅(qū)動(dòng)
通過高精度的缸體和活塞來完成拜英，通過缸體和活塞桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)：功率大琅催，可省去減速裝置直接與被驅(qū)動(dòng)的桿件相連居凶，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好藤抡，響應(yīng)快侠碧，伺服驅(qū)動(dòng)具有較高的精度。
缺點(diǎn)：需要增設(shè)液壓源缠黍，易產(chǎn)生液體泄漏弄兜，不適合高、低溫場(chǎng)合瓷式，故液壓驅(qū)動(dòng)目前多用于特大功率的機(jī)器人系統(tǒng)替饿。
選擇適合的液壓油。 防止固體雜質(zhì)混入液壓系統(tǒng)贸典，防止空氣和水入侵液壓系統(tǒng) 视卢。機(jī)械作業(yè)要柔和平順機(jī)械作業(yè)應(yīng)避免粗暴，否則必然產(chǎn)生沖擊負(fù)荷廊驼，使機(jī)械故障頻發(fā)据过，大大縮短使用壽命。要注意氣蝕和溢流噪聲妒挎。作業(yè)中要時(shí)刻注意液壓泵和溢流閥的聲音绳锅，如果液壓泵出現(xiàn)“氣蝕”噪聲，經(jīng)排氣后不能消除饥漫，應(yīng)查明原因排除故障后才能使用榨呆。 保持適宜的油溫。液壓系統(tǒng)的工作溫度一般控制在30～80℃之間為宜。
（3）氣壓驅(qū)動(dòng)
氣壓驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單积蜻，清潔闯割，動(dòng)作靈敏，具有緩沖作用竿拆。 .但與液壓驅(qū)動(dòng)裝置相比宙拉，功率較小，剛度差丙笋，噪音大谢澈，速度不易控制，所以多用于精度不高的點(diǎn)位控制機(jī)器人御板。
a.具有速度快锥忿、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便怠肋、價(jià)格低等特點(diǎn)敬鬓。適于在中、小負(fù)荷的機(jī)器人中采用笙各。但因難于實(shí)現(xiàn)伺服控制钉答，多用于程序控制的機(jī)械人中，如在上杈抢、下料和沖壓機(jī)器人中應(yīng)用較多数尿。
b.在多數(shù)情況下是用于實(shí)現(xiàn)兩位式的或有限點(diǎn)位控制的中、小機(jī)器人中的惶楼。
c.控制裝置目前多數(shù)選用可編程控制器(PLC控制器)右蹦。在易燃、易爆場(chǎng)合下可采用氣動(dòng)邏輯元件組成控制裝置鲫懒。
2嫩实、直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)裝置是連接動(dòng)力源和運(yùn)動(dòng)連桿的關(guān)鍵部分，根據(jù)關(guān)節(jié)形式窥岩，常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式有直線傳動(dòng)和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
直線傳動(dòng)方式可用于直角坐標(biāo)機(jī)器人的X宰缤、Y颂翼、Z向驅(qū)動(dòng)，圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的徑向驅(qū)動(dòng)和垂直升降驅(qū)動(dòng)慨灭，以及球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的徑向伸縮驅(qū)動(dòng)朦乏。
直線運(yùn)動(dòng)可以通過齒輪齒條、絲杠螺母等傳動(dòng)元件將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)氧骤，也可以有直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)呻疹，也可以直接由氣缸或液壓缸的活塞產(chǎn)生。
（1）齒輪齒條裝置
通常齒條是固定的筹陵。齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成托板的直線運(yùn)動(dòng)刽锤。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單镊尺。
缺點(diǎn)：回差較大。
（2）滾珠絲杠
在絲杠和螺母的螺旋槽內(nèi)嵌入滾珠并思，并通過螺母中的導(dǎo)向槽使?jié)L珠能連續(xù)循環(huán)庐氮。
優(yōu)點(diǎn)：摩擦力小，傳動(dòng)效率高宋彼，無爬行弄砍，精度高
缺點(diǎn)：制造成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜输涕。
自鎖問題：理論上滾珠絲杠副也可以自鎖,但是實(shí)際應(yīng)用上沒有使用這個(gè)自鎖的,原因主要是：可靠性很差音婶，或加工成本很高；因?yàn)橹睆脚c導(dǎo)程比非常大莱坎，一般都是再加一套蝸輪蝸桿之類的自鎖裝置衣式。
3、旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
采用旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的目的是將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)源輸出的較高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成較低轉(zhuǎn)速型奥，并獲得較大的力矩瞳收。機(jī)器人中應(yīng)用較多的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪鏈、同步皮帶和諧波齒輪厢汹。
（1）齒輪鏈
a.轉(zhuǎn)速關(guān)系
b.力矩關(guān)系
（2）同步皮帶
同步帶是具有許多型齒的皮帶螟深，它與同樣具有型齒的同步皮帶輪相嚙合。工作時(shí)相當(dāng)于柔軟的齒輪烫葬。
優(yōu)點(diǎn)：無滑動(dòng)界弧，柔性好，價(jià)格便宜搭综，重復(fù)定位精度高垢箕。
缺點(diǎn)：具有一定的彈性變形。
（3）諧波齒輪
諧波齒輪由剛性齒輪兑巾、諧波發(fā)生器和柔性齒輪三個(gè)主要零件組成条获，一般剛性齒輪固定，諧波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)柔性齒輪旋轉(zhuǎn)蒋歌。 主要特點(diǎn)：
a.傳動(dòng)比大帅掘，單級(jí)為50—300。
b.傳動(dòng)平穩(wěn)堂油，承載能力高修档。
c.傳動(dòng)效率高,可達(dá)70%—90%。
d.傳動(dòng)精度高,比普通齒輪傳動(dòng)高3—4倍府框。
e.回差小吱窝，可小于3’。
f.不能獲得中間輸出，柔輪剛度較低院峡。
諧波傳動(dòng)裝置在機(jī)器人技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家已得到了廣泛的應(yīng)用兴使。僅就日本來說，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置的60％都采用了諧波傳動(dòng)撕予。
美國(guó)送到月球上的機(jī)器人鲫惶，其各個(gè)關(guān)節(jié)部位都采用諧波傳動(dòng)裝置，其中一只上臂就用了30個(gè)諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)实抡。
前蘇聯(lián)送入月球的移動(dòng)式機(jī)器人“登月者”欠母，其成對(duì)安裝的8個(gè)輪子均是用密閉諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的。 德國(guó)大眾汽車公司研制的ROHREN吆寨、GEROT R30型機(jī)器人和法國(guó)雷諾公司研制的VERTICAL 80型機(jī)器人等都采用了諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)赏淌。
4、機(jī)器人傳感系統(tǒng)
a.感受系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成, 用以獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息啄清。
b.智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性六水、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)。
c.智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性辣卒、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)掷贾。
d.對(duì)于一些特殊的信息, 傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。
5荣茫、機(jī)器人位置檢測(cè)
旋轉(zhuǎn)光學(xué)編碼器是最常用的位置反饋裝置想帅。光電探測(cè)器把光脈沖轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制波形。軸的轉(zhuǎn)角通過計(jì)算脈沖數(shù)得到啡莉，轉(zhuǎn)動(dòng)方向由兩個(gè)方波信號(hào)的相對(duì)相位決定港准。
感應(yīng)同步器輸出兩個(gè)模擬信號(hào)——軸轉(zhuǎn)角的正弦信號(hào)和余弦信號(hào)。軸的轉(zhuǎn)角由這兩個(gè)信號(hào)的相對(duì)幅值計(jì)算得到咧欣。感應(yīng)同步器一般比編碼器可靠浅缸，但它的分辨率較低。
電位計(jì)是最直接的位置檢測(cè)形式魄咕。它連接在電橋中衩椒，能夠產(chǎn)生與軸轉(zhuǎn)角成正比的電壓信號(hào)。但是哮兰，由于分辨率低烟具、線性不好以及對(duì)噪聲敏感。
轉(zhuǎn)速計(jì)能夠輸出與軸的轉(zhuǎn)速成正比的模擬信號(hào)奠蹬。如果沒有這樣的速度傳感器，可以通過對(duì)檢測(cè)到的位置相對(duì)于時(shí)間的差分得到速度反饋信號(hào)嗡午。
6囤躁、機(jī)器人力檢測(cè)
力傳感器通常安裝在操作臂下述三個(gè)位置：
a.安裝在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器上。可測(cè)量驅(qū)動(dòng)器/減速器自身的力矩或者力的輸出狸演。但不能很好地檢測(cè)末端執(zhí)行器與環(huán)境之間的接觸力言蛇。
b.安裝在末端執(zhí)行器與操作臂的終端關(guān)節(jié)之間，可稱腕力傳感器宵距。通常腊尚，可以測(cè)量施加于末端執(zhí)行器上的三個(gè)到六個(gè)力/力矩分量。
c.安裝在末端執(zhí)行器的“指尖”上满哪。通常婿斥，這些帶有力覺得手指內(nèi)置了應(yīng)變計(jì)，可以測(cè)量作用在指尖上的一個(gè)到四個(gè)分力哨鸭。
7民宿、機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng)
a.機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。
b.工業(yè)機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元像鸡，如加工制造單元活鹰、焊接單元、裝配單元等只估。也可以是多臺(tái)機(jī)器人志群、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備、多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成 蛔钙。
c.也可以是多臺(tái)機(jī)器人锌云、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備、多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元夸楣。
8宾抓、人機(jī)交互系統(tǒng)
人機(jī)交互系統(tǒng)是使操作人員參與機(jī)器人控制并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置。 該系統(tǒng)歸納起來分為兩大類: 指令給定裝置和信息顯示裝置豫喧。
二石洗、工業(yè)機(jī)器人的常用運(yùn)動(dòng)學(xué)構(gòu)形
1、笛卡爾操作臂
優(yōu)點(diǎn)：很容易通過計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)紧显，容易達(dá)到高精度讲衫。
缺點(diǎn)：妨礙工作, 且占地面積大, 運(yùn)動(dòng)速度低, 密封性不好。
①焊接孵班、搬運(yùn)涉兽、上下料、包裝篙程、碼垛枷畏、拆垛、檢測(cè)虱饿、探傷拥诡、分類触趴、裝配、貼標(biāo)渴肉、噴碼冗懦、打碼、（軟仿型）噴涂仇祭、目標(biāo)跟隨披蕉、排爆等一系列工作。
②特別適用于多品種乌奇，便批量的柔性化作業(yè)没讲，對(duì)于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量华弓，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率食零，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代有著十分重要的作用。
2寂屏、鉸鏈型操作臂（關(guān)節(jié)型）
關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)全都是旋轉(zhuǎn)的贰谣， 類似于人的手臂,工業(yè)機(jī)器人中最常見的結(jié)構(gòu)。它的工作范圍較為復(fù)雜迁霎。
①汽車零配件吱抚、模具、鈑金件考廉、塑料制品秘豹、運(yùn)動(dòng)器材、玻璃制品昌粤、陶瓷既绕、航空等的快速檢測(cè)及產(chǎn)品開發(fā)。
②車身裝配涮坐、通用機(jī)械裝配等制造質(zhì)量控制等的三坐標(biāo)測(cè)量及誤差檢測(cè)凄贩。
③古董、藝術(shù)品袱讹、雕塑疲扎、卡通人物造型、人像制品等的快速原型制作捷雕。
④汽車整車現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和檢測(cè)椒丧。
⑤人體形狀測(cè)量、骨骼等醫(yī)療器材制作救巷、人體外形制作壶熏、醫(yī)學(xué)整容等。
3浦译、SCARA操作臂
SCARA機(jī)器人常用于裝配作業(yè), 最顯著的特點(diǎn)是它們?cè)趚-y平面上的運(yùn)動(dòng)具有較大的柔性, 而沿z軸具有很強(qiáng)的剛性, 所以, 它具有選擇性的柔性久橙。這種機(jī)器人在裝配作業(yè)中獲得了較好的應(yīng)用俄占。
①大量用于裝配印刷電路板和電子零部件
②搬動(dòng)和取放物件，如集成電路板等
③廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)淆衷、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)渤弛、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域.
④搬取零件和裝配工作祝拯。
4、球面坐標(biāo)型操作臂
特點(diǎn)：中心支架附近的工作范圍大,兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置容易密封,覆蓋工作空間較大她肯。但該坐標(biāo)復(fù)雜, 難于控制,且直線驅(qū)動(dòng)裝置存在密封的問題佳头。
5、圓柱面坐標(biāo)型操作臂
優(yōu)點(diǎn)：且計(jì)算簡(jiǎn)單;直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng),可輸出較大的動(dòng)力; 能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部晴氨。
缺點(diǎn)：它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制, 不能到達(dá)近立柱或近地面的空間康嘉。直線驅(qū)動(dòng)部分難以密封、防塵;? 后臂工作時(shí), 手臂后端會(huì)碰到工作范圍內(nèi)的其它物體籽前。
6亭珍、冗余機(jī)構(gòu)
通常空間定位需要6個(gè)自由度枝哄，利用附加的關(guān)節(jié)可以幫助機(jī)構(gòu)避開奇異位形肄梨。下圖為7自由度操作臂位形
7、閉環(huán)結(jié)構(gòu)
閉環(huán)結(jié)構(gòu)可以提高機(jī)構(gòu)剛度挠锥，但會(huì)減小關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍众羡，工作空間有一定減小。
①運(yùn)動(dòng)模擬器蓖租；
②并聯(lián)機(jī)床粱侣；
③微操作機(jī)器人；
④力傳感器蓖宦；
⑤生物醫(yī)學(xué)工程中的細(xì)胞操作機(jī)器人齐婴、可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的注射和分割；
⑥微外科手術(shù)機(jī)器人球昨；
⑦大型射電天文望遠(yuǎn)鏡的姿態(tài)調(diào)整裝置尔店；
⑧混聯(lián)裝備等，如SMT公司的Tricept混聯(lián)機(jī)械手模塊是基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)單元的模塊化設(shè)計(jì)的成功典范主慰。
三嚣州、工業(yè)機(jī)器人常用材料
1）碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼? 這類材料強(qiáng)度好，特別是合金結(jié)構(gòu)鋼共螺，其強(qiáng)度增大了4～5倍该肴，彈性模量E大，抗變形能力強(qiáng)藐不，是應(yīng)用最廣泛的材料匀哄。
2）鋁秦效、鋁合金及其他輕合金材料? 這類材料的共同特點(diǎn)是重量輕，彈性模量E并不大涎嚼，但是材料密度小阱州，故E/ρ之比仍可與鋼材相比。有些稀貴鋁合金的品質(zhì)得到了更明顯的改善法梯，例如添加3.2％(重量百分比)鋰的鋁合金苔货，彈性模量增加了14％，E/ρ比增加了16％立哑。
3）纖維增強(qiáng)合金? 這類合金如硼纖維增強(qiáng)鋁合金夜惭、石墨纖維增強(qiáng)鎂合金等，其E/ρ比分別達(dá)到11.4×107和8.9×107铛绰。這種纖維增強(qiáng)金屬材料具有非常高的E/ρ比诈茧，但價(jià)格昂貴。
4）陶瓷? 陶瓷材料具有良好的品質(zhì)捂掰，但是脆性大敢会，不易加工，日本已經(jīng)試制了在小型高精度機(jī)器人上使用的陶瓷機(jī)器人臂樣品尘颓。
5）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料? 這類材料具有極好的E/ρ比走触，而且還具有十分突出的大阻尼的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)金屬材料不可能具有這么大的阻尼疤苹，所以在高速機(jī)器人上應(yīng)用復(fù)合材料的實(shí)例越來越多互广。
6）粘彈性大阻尼材料? 增大機(jī)器人連桿件的阻尼是改善機(jī)器人動(dòng)態(tài)特性的有效方法。目前有許多方法用來增加結(jié)構(gòu)件材料的阻尼卧土，其中最適合機(jī)器人采用的一種方法是用粘彈性大阻尼材料對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行約束層阻尼處理惫皱。
四、工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)
1尤莺、機(jī)器人的控制系統(tǒng)
“控制”的目的是使被控對(duì)象產(chǎn)生控制者所期望的行為方式旅敷。 .“控制”的基本條件是了解被控對(duì)象的特性。 “實(shí)質(zhì)”是對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸出力矩的控制颤霎。
2媳谁、機(jī)器人示教原理
機(jī)器人的基本工作原理是示教再現(xiàn)；示教也稱導(dǎo)引友酱，即由用戶導(dǎo)引機(jī)器人晴音，一步步按實(shí)際任務(wù)操作一遍，機(jī)器人在導(dǎo)引過程中自動(dòng)記憶示教的每個(gè)動(dòng)作的位置缔杉、姿態(tài)锤躁、運(yùn)動(dòng)參數(shù)/工藝參數(shù)等，并自動(dòng)生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序或详。完成示教后系羞，只需給機(jī)器人一個(gè)啟動(dòng)命令郭计，機(jī)器人將精確地按示教動(dòng)作，一步步完成全部操作椒振。
3昭伸、機(jī)器人控制的分類
1）按照有無反饋分為：開環(huán)控制、閉環(huán)控制杠人；開環(huán)精確控制的條件：精確地知道被控對(duì)象的模型勋乾，并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：位置控制嗡善，力控制，混合控制 学歧；位置控制分為：?jiǎn)侮P(guān)節(jié)位置控制（位置反饋罩引，位置速度反饋，位置速度加速度反饋）枝笨、多關(guān)節(jié)位置控制袁铐、多關(guān)節(jié)位置控制分為分解運(yùn)動(dòng)控、集中控制横浑；力控制分為：直接力控制剔桨、阻抗控制、力位混合控制徙融；
3）智能化的控制方式 ：模糊控制洒缀、自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制欺冀、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制树绩、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 、專家控制以及其他隐轩；
4饺饭、控制系統(tǒng)硬件配置及結(jié)構(gòu)
由于機(jī)器人的控制過程中涉及大量的坐標(biāo)變換和插補(bǔ)運(yùn)算以及較低層的實(shí)時(shí)控制，所以职车，目前的機(jī)器人控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上大多數(shù)采用分層結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)瘫俊，通常采用的是兩級(jí)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)。
1）具體流程：
主控計(jì)算機(jī)接到工作人員輸入的作業(yè)指令后悴灵，首先分析解釋指令扛芽，確定手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)称勋、動(dòng)力學(xué)和插補(bǔ)運(yùn)算溪胶，最后得出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)參數(shù)涕俗。這些參數(shù)經(jīng)過通信線路輸出到伺服控制級(jí)，作為各個(gè)關(guān)節(jié)伺服控制系統(tǒng)的給定信號(hào)梗劫。關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器將此信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)各個(gè)關(guān)節(jié)產(chǎn)生協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。 傳感器將各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)輸出信號(hào)反饋回伺服控制級(jí)計(jì)算機(jī)形成局部閉環(huán)控制嗅虏，從而更加精確的控制機(jī)器人手部在空間的運(yùn)動(dòng)。
2）基于PLC的運(yùn)動(dòng)控制兩種控制方式：
a.利用PLC的某些輸出端口使用脈沖輸出指令來產(chǎn)生脈沖驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)使用通用I/O或者計(jì)數(shù)部件來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)位置控制筐钟。
b.使用PLC外部擴(kuò)展的位置控制模塊來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)位置控制主要是以發(fā)高速脈沖方式控制，屬于位置控制方式赋朦，一般點(diǎn)到點(diǎn)的位置控制方式較多篓冲。
