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什么是機器人控制系統(tǒng)?

[ 發(fā)布日期:2019-10-11 ] 來源: 【打印此文】 【關閉窗口】

       什么是機器人控制系統(tǒng)?下面就跟著華成工控的小編一起來了解一下:


       如果說機器人門禁來源于兩個方面。一方面是因為來自發(fā)出的信號去接收的信號和處理,另一方面也是因為沒有發(fā)出任何信號,就沒法接受信號,也就是驅(qū)使行動收縮或舒張信息。如果機器人門禁系統(tǒng)只有傳感接收器和驅(qū)動器,機械臂也不能正常工作。原因是傳感器輸出的信號沒有起作用,驅(qū)動電動機也得不到驅(qū)動電壓和電流,所以機器人門禁控制系統(tǒng)需要有一個控制器,用硬件坨和軟件組成一個的控制系統(tǒng)。


       機器人門禁控制系統(tǒng)的功能是接收來自傳感器的檢測信號,根據(jù)操作任務的要求,驅(qū)動機械臂中的各臺電動機就像我們?nèi)说幕顒有枰蕾囎陨淼母泄僖粯?,機器人的運動控制離不開傳感器。機器人需要用傳感器來檢測各種狀態(tài)。機器人的內(nèi)部傳感器信號被用來反映機械臂關節(jié)的實際運動狀態(tài),機器人的外部傳感器信號被用來檢測工作環(huán)境的變化。所以機器人的神經(jīng)與大腦組合起來才能成一個完整的機器人控制系統(tǒng)。


關節(jié)機械人控制系統(tǒng)

通用機器人控制系統(tǒng)-華成ES-R6驅(qū)控一體柜控制系統(tǒng)


       機器人的運動控制系統(tǒng)包含以下幾個方面:

       1、執(zhí)行機構----伺服電機或步進電機;

       2、驅(qū)動機構----伺服或者步進驅(qū)動器;

       3、控制機構----運動控制器,做路徑和電機聯(lián)動的算法運算控制;

       4、控制方式----有固定執(zhí)行動作方式的,那就編好固定參數(shù)的程序給運動控制器;

       5、如果有加視覺系統(tǒng)或者其他傳感器的,根據(jù)傳感器信號,就編好不固定參數(shù)的程序給運動控制器。


       機器人控制系統(tǒng)的基本功能:

       1.控制機械臂末端執(zhí)行器的運動位置(即控制末端執(zhí)行器經(jīng)過的點和移動路徑);

       2.控制機械臂的運動姿態(tài)(即控制相鄰兩個活動構件的相對位置);

       3.控制運動速度(即控制末端執(zhí)行器運動位置隨時間變化的規(guī)律);

       4.控制運動加速度(即控制末端執(zhí)行器在運動過程中的速度變化);

       5.控制機械臂中各動力關節(jié)的輸出轉(zhuǎn)矩:(即控制對操作對象施加的作用力);

       6.具備操作方便的人機交互功能,機器人通過記憶和再現(xiàn)來完成規(guī)定的任務;

       7.使機器人對外部環(huán)境有檢測和感覺功能,工業(yè)機器人配備視覺、力覺、觸覺等傳感器進行測量、識別,判斷作業(yè)條件的變化。


       工業(yè)機器人控制系統(tǒng):


       1、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件結構

       控制器是機器人系統(tǒng)的核心,國外有關公司對我國實行嚴密封鎖。近年來隨著微電子技術的發(fā)展,微處理器的性能越來越高,而價格則越來越便宜,目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發(fā)展機遇,使開發(fā)低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了保證系統(tǒng)具有足夠的計算與存儲能力,目前機器人控制器多采用計算能力較強的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。

       此外,由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統(tǒng)在價格、性能、集成度和接口等方面的要求,這就產(chǎn)生了機器人系統(tǒng)對SoC(Systemon Chip)技術的需求,將特定的處理器與所需要的接口集成在一起,可簡化系統(tǒng)外圍電路的設計,縮小系統(tǒng)尺寸,并降低成本。


       2、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)體系結構

       在控制器體系結構方面,其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規(guī)范。在開放式控制器體系結構研究方面,有兩種基本結構,一種是基于硬件層次劃分的結構,該類型結構比較簡單,在日本,體系結構以硬件為基礎來劃分,如三菱重工株式會社將其生產(chǎn)的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構;另一種是基于功能劃分的結構,它將軟硬件一同考慮,其是機器人控制器體系結構研究和發(fā)展的方向。


       3、控制軟件開發(fā)環(huán)境

       在機器人軟件開發(fā)環(huán)境方面,一般工業(yè)機器人公司都有自己獨立的開發(fā)環(huán)境和獨立的機器人編程語言


       4、機器人伺服通信總線技術

       目前國際上還沒有專用于機器人系統(tǒng)中的伺服通信總線,在實際應用過程中,通常根據(jù)系統(tǒng)需求,把常用的一些總線,如以太網(wǎng)、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于機器人系統(tǒng)中。當前大部分通信控制總線可以歸納為兩類,即基于RS-485和線驅(qū)動技術的串行總線技術和基于實時工業(yè)以太網(wǎng)的高速串行總線技術。


       智能機器人控制系統(tǒng)


       1.開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結構:采用分布式CPU計算機結構,分為機器人控制器(RC),運動控制器(MC),光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規(guī)劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能,而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。


       2.模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng):軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實時多任務操作系統(tǒng)Linux上,采用分層和模塊化結構設計,以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個層次:硬件驅(qū)動層、核心層和應用層。三個層次分別面對不同的功能需求,對應不同層次的開發(fā),系統(tǒng)中各個層次內(nèi)部由若干個功能相對對立的模塊組成,這些功能模塊相互協(xié)作共同實現(xiàn)該層次所提供的功能。


       3.機器人的故障診斷與安全維護技術:通過各種信息,對機器人故障進行診斷,并進行相應維護,是保證機器人安全性的關鍵技術。


       4.網(wǎng)絡化機器人控制器技術:目前機器人的應用工程由單臺機器人工作站向機器人生產(chǎn)線發(fā)展,機器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術變得越來越重要。控制器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。可用于機器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊,便于對機器人生產(chǎn)線進行監(jiān)控、診斷和管理。


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