演示文稿機(jī)器人控制

機(jī)器人控制ppt課件目前一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)控制是物體在空間、時(shí)間中的位置、速度、加速度和力的控制技術(shù)。機(jī)器人是運(yùn)動(dòng)控制的典型代表。工業(yè)機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)械有著很大的差異，主要表現(xiàn)：速度高精度高控制范圍廣（一般速度控制比要求在1：10000以上。）傳統(tǒng)的、有效的單自由度機(jī)構(gòu)的控制技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足機(jī)器人這樣的特別對(duì)象。新的運(yùn)動(dòng)控制思想即在這種背景之下被提出。

目前二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

不僅高速運(yùn)動(dòng)中突然停止時(shí)的位置精度要求高，而且還要求高精度地跟蹤時(shí)變的速度與空間軌跡，對(duì)加速度和力也要進(jìn)行高精度的控制。機(jī)構(gòu)多為開式串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此剛性差且具有多個(gè)固有振動(dòng)頻帶。與1kHz以上的單體機(jī)械和300Hz左右的機(jī)床相比，關(guān)節(jié)式多自由度機(jī)器人的機(jī)構(gòu)共振頻率多在5—30Hz范圍內(nèi)，航天機(jī)器人僅在1Hz以下并伴有強(qiáng)烈的高頻過(guò)渡振蕩現(xiàn)象。負(fù)載以及各構(gòu)件對(duì)各個(gè)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，隨機(jī)器人的位形而變，其變化幅度很大，一般可達(dá)4—8倍。摩擦、傳動(dòng)間隙、檢測(cè)精度等對(duì)機(jī)器人的高速、高精度的運(yùn)動(dòng)制約嚴(yán)重。機(jī)器人控制上的特殊要求目前三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間開鏈機(jī)構(gòu),需要多關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。因此,其控制系統(tǒng)與普通的控制系統(tǒng)相比要復(fù)雜得多,具體有如下特點(diǎn):

(1)機(jī)器人的控制與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。經(jīng)常要求正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和反向運(yùn)動(dòng)學(xué)的解,還要考慮慣性力、外力(包括重力)、哥氏力及向心力的影響。

(2)簡(jiǎn)單機(jī)器人至少要有3～5個(gè)自由度,比較復(fù)雜的機(jī)器人有十幾個(gè)甚至幾十個(gè)自由度。每個(gè)自由度包含一個(gè)伺服機(jī)構(gòu),它們必須協(xié)調(diào)組成一個(gè)多變量控制系統(tǒng)。

(3)機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制以及“智能”,只能由計(jì)算機(jī)來(lái)完成。因此,

機(jī)器人控制系統(tǒng)必須是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

(4)描述機(jī)器人狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)非線性模型,隨著狀態(tài)的變化,參數(shù)也在變化,變量間存在耦合。因此還要利用速度甚至加速度閉環(huán)。

(5)機(jī)器人的動(dòng)作往往可以通過(guò)不同的方式和路徑來(lái)完成,因此存在一個(gè)“最優(yōu)”的問題。根據(jù)傳感器和模式識(shí)別的方法獲得的工況,自動(dòng)選擇最佳的控制規(guī)律。目前四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)精度、分辨率與位置重復(fù)精度位置與軌跡點(diǎn)位(PTP)與連續(xù)(CP)控制多軸協(xié)調(diào)控制T／P方式工業(yè)機(jī)器人的基本控制思想5.2運(yùn)動(dòng)控制中的基本概念目前五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)精度常常容易和分辨率、位置重復(fù)精度相混淆。實(shí)際是三個(gè)不同的概念。精度、分辨率與位置重復(fù)精度

目前六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)機(jī)器人的分辨率是由系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)所決定，并受到位置反饋檢測(cè)單元性能的影響。分辨率又分為編程分辨率與控制分辨率。當(dāng)編程分辨率與控制分辨率相等時(shí)，系統(tǒng)性能達(dá)到最高。上述兩個(gè)分辨率統(tǒng)稱系統(tǒng)分辨率。分辨率

目前七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)編程分辨率是指程序中可以設(shè)定的最小距離單位，又稱基準(zhǔn)分辨率。例如：當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)0.1度，機(jī)器人腕點(diǎn)(手臂尖端點(diǎn))移動(dòng)的直線距離為0.01mm時(shí)，其基準(zhǔn)分辨率為0．01mm。編程分辨率目前八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)控制分辨率是位置反饋回路能夠檢測(cè)到的最小位移量例如：若每周(轉(zhuǎn))1000個(gè)脈沖的增量方式的光碼盤與電機(jī)同軸安裝的話，則電機(jī)每旋轉(zhuǎn)0.36度(360度／1000rpm)，光碼盤就發(fā)出一個(gè)脈沖，因此，0.36度以下的角度變化無(wú)法檢測(cè)，該系統(tǒng)的控制分辨率為0.36度?？刂品直媛誓壳熬彭?yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)機(jī)器人的最終精度主要依存于機(jī)械誤差、控制算法與系統(tǒng)分辨率。精度

目前十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)機(jī)械誤差主要產(chǎn)生于傳動(dòng)誤差、關(guān)節(jié)間隙與聯(lián)桿機(jī)構(gòu)的撓性。傳動(dòng)誤差是由輪齒誤差、螺距誤差等;關(guān)節(jié)間隙是關(guān)節(jié)處軸承間隙、諧波齒隙等;連桿的撓性，隨機(jī)器人的位形、負(fù)載的變化而變化。精度—機(jī)械誤差目前十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)控制算法誤差，主要指能否得到直接解的算法和算法在計(jì)算機(jī)內(nèi)的運(yùn)算字長(zhǎng)所造成的“bit”(比特)誤差。因?yàn)?6位以上CPU可達(dá)到82位以上浮點(diǎn)運(yùn)算，所以“bit”誤差與機(jī)構(gòu)誤差相比，基本可以忽略不計(jì)。精度—控制算法誤差目前十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)分辨率的系統(tǒng)誤差可取1/2基準(zhǔn)分辨率。理由是基準(zhǔn)分辨率以下的變位我們既無(wú)法編程又無(wú)法檢測(cè)，故誤差的平均值可取1/2基準(zhǔn)分辨率。機(jī)器人的精度＝1/2基準(zhǔn)分辨率十機(jī)構(gòu)誤差。如果做到使機(jī)構(gòu)的綜合誤差達(dá)到1/2基準(zhǔn)分辨率，則精度＝分辨率。精度—系統(tǒng)分辨率目前十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)位置重復(fù)精度是關(guān)于精度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。位置重復(fù)精度不受負(fù)載變化的影響；通常用位置重復(fù)精度這一指標(biāo)作為示教／再現(xiàn)方式工業(yè)機(jī)器人水平的重要精度指標(biāo)。位置重復(fù)精度

目前十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)位置重復(fù)精度

R=0.1mm位置重復(fù)精度=±0.1mm目前十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)精度與位置重復(fù)精度的關(guān)系

目前十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)機(jī)型與精度等的關(guān)系

目前十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)直角坐標(biāo)形機(jī)器人

其直線距離可表示為：精度可以很高

目前十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)設(shè)回轉(zhuǎn)軸分辨率為α?xí)r，則腕點(diǎn)分辨率為αr例如：回轉(zhuǎn)軸的位置檢測(cè)單元采用6000P／周的增量方式光碼盤與電機(jī)同軸聯(lián)接，水平腕最長(zhǎng)為1m的話，則腕點(diǎn)位置分辨率是最壞的情況，

圓柱坐標(biāo)形機(jī)器人其分辨率不定，隨r的變化而變化

目前十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)例如：3個(gè)1000P／周增量式光碼盤，一個(gè)裝在與螺距為10mm的滾珠絲杠同軸驅(qū)動(dòng)伸縮臂的電機(jī)軸上，2個(gè)安裝在通過(guò)1：22速比的減速器驅(qū)動(dòng)2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的電機(jī)上，腕的臂長(zhǎng)為500mm。此時(shí)，3個(gè)軸的分辨率分別為：極坐標(biāo)機(jī)器人手腕長(zhǎng)度的變化，將造成3個(gè)軸中的2個(gè)軸分辨率的下降

伸縮軸：10/1000=0.01mm旋轉(zhuǎn)軸：(1/22)x(360/1000)x500xπ/180=0.14mm

目前二十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)機(jī)器人的精度將由各個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的誤差之和來(lái)決定關(guān)節(jié)形機(jī)器人精度最差。由于它占地面積最小，而動(dòng)作范圍最大，空間速度快，靈活，通用性好等優(yōu)點(diǎn)，而成為機(jī)器人發(fā)展的主流。多關(guān)節(jié)機(jī)器人機(jī)器人的精度將由各個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的誤差之和來(lái)決定

目前二十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)1個(gè)脈沖正好對(duì)應(yīng)各個(gè)動(dòng)作軸的位置分辨率，因此，1個(gè)脈沖與對(duì)應(yīng)動(dòng)作軸的最小位移量是等價(jià)的。例如：當(dāng)某個(gè)回轉(zhuǎn)軸的分辨率為0.05度時(shí)，3.05度則可用3.05/0.05＝61個(gè)脈沖來(lái)表示。如果是8bitCPU，則計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表現(xiàn)為：00llll0l。如果是16bitCPU的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，則可以表示216＝65536個(gè)位置例如：在分辨率為0．1mm時(shí)，這個(gè)值最大表示6553．6mm或土3276．8mm的位移量，這就是位置(或稱位移)脈沖與分辨率的關(guān)系。

位置與軌跡

目前二十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)分辨率越高，曲線精度越好。分辨率越高，對(duì)計(jì)算機(jī)的要求也就越高。例如：如果分辨率為0.1mm，對(duì)6自由度機(jī)器人來(lái)講，要完成1000mm弧長(zhǎng)的空間曲線，則至少需要以下內(nèi)存容量：

6自由度×2B(字節(jié))×10000點(diǎn)＝120kB曲線再稍微復(fù)雜一點(diǎn)，計(jì)算機(jī)容量就不夠了。因此，有必要在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與控制算法上想辦法解決。位置與軌跡

目前二十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)點(diǎn)位(PTP)與連續(xù)(CP)控制目前二十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)過(guò)去是數(shù)控機(jī)床中的技術(shù)用語(yǔ)，而現(xiàn)在用其表達(dá)機(jī)器人的控制功能，含意是不大相同的，主要區(qū)別在于：1)機(jī)器人中的“PTP”可以是1-5各種動(dòng)作,而數(shù)控機(jī)床是指圖3—10中的⑤那樣的動(dòng)作，即直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)(也是兩點(diǎn)之間的最短距離的控制運(yùn)動(dòng))。2)數(shù)控機(jī)床中的CP控制，一般是“全路徑指定”的控制方式，而機(jī)器人中的CP控制通常是“多點(diǎn)指定”控制方式。點(diǎn)位(PTP)與連續(xù)(CP)控制目前二十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)點(diǎn)位(PTP)與連續(xù)(CP)控制目前二十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)分時(shí)控制目前二十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)同時(shí)控制目前二十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)多軸協(xié)調(diào)控制目前二十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.3工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能

1.示教再現(xiàn)功能

2.運(yùn)動(dòng)控制功能

目前三十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.3.1示教再現(xiàn)控制

1.示教及記憶方式

1)示教的方式示教的方式總的可分為集中示教方式和分離示教方式。集中示教方式就是指同時(shí)對(duì)位置、速度、操作順序等進(jìn)行的示教方式。分離示教方式是指在示教位置之后,再一邊動(dòng)作,一邊分別示教位置、速度、操作順序等的示教方式。目前三十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)示教方式中經(jīng)常會(huì)遇到一些數(shù)據(jù)的編輯問題,其編輯機(jī)能有如圖5.1所示的幾種方法。在圖中,要連接A與B兩點(diǎn)時(shí),可以這樣來(lái)做:(a)直接連接;(b)先在A與B之間指定一點(diǎn)x,然后用圓弧連接;(c)用指定半徑的圓弧連接;(d)用平行移動(dòng)的方式連接。目前三十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)圖

5.1示教數(shù)據(jù)的編輯機(jī)能

當(dāng)對(duì)PTP(點(diǎn)位控制方式)控制的工業(yè)機(jī)器人示教時(shí),可以分步編制程序,且能進(jìn)行編輯、修改等工作。但是在作曲線運(yùn)動(dòng)而且位置精度要求較高時(shí),示教點(diǎn)數(shù)一多,示教時(shí)間就會(huì)拉長(zhǎng),且在每一個(gè)示教點(diǎn)都要停止和啟動(dòng),因而很難進(jìn)行速度的控制。目前三十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)圖

5.2CP控制示教舉例

對(duì)需要控制連續(xù)軌跡的噴漆、電弧焊等工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行連續(xù)軌跡控制的示教時(shí),示教操作一旦開始,就不能中途停止,必須不中斷地進(jìn)行到完,且在示教途中很難進(jìn)行局部修正.

在CP(連續(xù)軌跡控制方式)控制的示教中,由于CP控制的示教是多軸同時(shí)動(dòng)作,因此與PTP控制不同,它幾乎必須在點(diǎn)與點(diǎn)之間的連線上移動(dòng),故有如圖5.2所示的兩種方法。目前三十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)

2)記憶的方式

工業(yè)機(jī)器人的記憶方式隨著示教方式的不同而不同。又由于記憶內(nèi)容的不同,故其所用的記憶裝置也不完全相同。通常,工業(yè)機(jī)器人操作過(guò)程的復(fù)雜程序取決于記憶裝置的容量。容量越大,其記憶的點(diǎn)數(shù)就越多,操作的動(dòng)作就越多,工作任務(wù)就越復(fù)雜。目前三十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)

2.示教編程方式

1)手把手示教編程

手把手示教編程方式主要用于噴漆、弧焊等要求實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制的工業(yè)機(jī)器人示教編程中。具體的方法是人工利用示教手柄引導(dǎo)末端執(zhí)行器經(jīng)過(guò)所要求的位置,同時(shí)由傳感器檢測(cè)出工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)處的坐標(biāo)值,并由控制系統(tǒng)記錄、存儲(chǔ)下這些數(shù)據(jù)信息。實(shí)際工作當(dāng)中,工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)重復(fù)再現(xiàn)示教過(guò)的軌跡和操作技能。

手把手示教編程也能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制,與CP控制不同的是,它只記錄各軌跡程序移動(dòng)的兩端點(diǎn)位置,軌跡的運(yùn)動(dòng)速度則按各軌跡程序段對(duì)應(yīng)的功能數(shù)據(jù)輸入。

目前三十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)

2)示教盒示教編程示教盒示教編程方式是人工利用示教盒上所具有的各種功能的按鈕來(lái)驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)軸,按作業(yè)所需要的順序單軸運(yùn)動(dòng)或多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),從而完成位置和功能的示教編程。示教盒通常是一個(gè)帶有微處理器的、可隨意移動(dòng)的小鍵盤,內(nèi)部ROM中固化有鍵盤掃描和分析程序。其功能鍵一般具有回零、示教方式、自動(dòng)方式和參數(shù)方式等。

示教編程控制由于其編程方便、裝置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)機(jī)器人的初期得到較多的應(yīng)用。同時(shí),又由于其編程精度不高、程序修改困難、示教人員要熟練等缺點(diǎn)的限制,促使人們又開發(fā)了許多新的控制方式和裝置,以使工業(yè)機(jī)器人能更好更快地完成作業(yè)任務(wù)。

目前三十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.2.2工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是指工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的過(guò)程中,對(duì)其位置、速度和加速度的控制。由于工業(yè)機(jī)器人末端操作器的位置和姿態(tài)是由各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)引起的,因此,對(duì)其運(yùn)動(dòng)控制實(shí)際上是通過(guò)控制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。

工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制一般可分為兩步進(jìn)行。第一步是關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成,

即指將末端執(zhí)行器在工作空間的位置和姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為由關(guān)節(jié)變量表示的時(shí)間序列或表示為關(guān)節(jié)變量隨時(shí)間變化的函數(shù)。這一步一般可離線完成。第二步是關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制,即跟蹤執(zhí)行第一步所生成的關(guān)節(jié)變量伺服指令。

這一步是在線完成的。

目前三十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.4工業(yè)機(jī)器人的控制方式

5.4.1點(diǎn)位控制方式(PTP)這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿?？刂茣r(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng),而對(duì)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。由于其控制方式易于實(shí)現(xiàn)、定位精度要求不高的特點(diǎn),因而常被應(yīng)用在上下料、搬運(yùn)、點(diǎn)焊和在電路板上安插元件等只要求目標(biāo)點(diǎn)處保持末端執(zhí)行器位姿準(zhǔn)確的作業(yè)中。一般來(lái)說(shuō),這種方式比較簡(jiǎn)單,但是,要達(dá)到2～3μm的定位精度是相當(dāng)困難的。

目前三十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.4.2連續(xù)軌跡控制方式(CP)這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)地控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中的位姿,要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),而且速度可控,軌跡光滑，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),以完成作業(yè)任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng),其末端執(zhí)行器即可形成連續(xù)的軌跡。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器位姿的軌跡跟蹤精度及平穩(wěn)性。通?；『?、噴漆、去毛邊和檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人都采用這種控制方式。

目前四十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)圖5.3點(diǎn)位控制與連續(xù)軌跡控制(a)點(diǎn)位控制；

(b)連續(xù)軌跡控制

目前四十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.4.3力(力矩)控制方式在完成裝配、抓放物體等工作時(shí),除要準(zhǔn)確定位之外,還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作,這時(shí)就要利用力(力矩)伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同,只不過(guò)輸入量和反饋量不是位置信號(hào),而是力(力矩)信號(hào),因此系統(tǒng)中必須有力(力矩)傳感器。

有時(shí)也利用接近、

滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。

目前四十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.4.4智能控制方式機(jī)器人的智能控制是通過(guò)傳感器獲得周圍環(huán)境的知識(shí),并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫(kù)作出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù),使機(jī)器人具有了較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)能力。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來(lái)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。

目前四十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.5工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)5.5.1機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類

非伺服型控制系統(tǒng)

控制器驅(qū)動(dòng)單元操作機(jī)外界作業(yè)對(duì)象與環(huán)境開關(guān)反饋控制器驅(qū)動(dòng)單元操作機(jī)外界作業(yè)對(duì)象與環(huán)境目前四十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類

伺服型控制系統(tǒng)

控制器驅(qū)動(dòng)單元操作機(jī)外界作業(yè)對(duì)象與環(huán)境內(nèi)部傳感器外部傳感器控制器驅(qū)動(dòng)單元操作機(jī)外界作業(yè)對(duì)象與環(huán)境內(nèi)部傳感器目前四十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)控制系統(tǒng)的組成

目前四十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)控制系統(tǒng)的組成

目前四十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)控制系統(tǒng)的組成

目前四十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.5.2位置控制的基本結(jié)構(gòu)機(jī)器人的位置控制結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，關(guān)節(jié)空間控制結(jié)構(gòu)直角坐標(biāo)空間控制結(jié)構(gòu)，qd＝[qd1，qd2，…，qdn]T是期望的關(guān)節(jié)位置矢量

wd＝[PdT，ψdT]T是期望的工具位姿

目前四十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)5.5.3工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有三種結(jié)構(gòu)：集中控制主從控制分布式控制

目前五十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)集中控制集中控制是用一臺(tái)功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全部控制功能。這在早期的機(jī)器人中采用這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)造價(jià)較高，當(dāng)時(shí)的機(jī)器人功能不多，因此實(shí)現(xiàn)容易，也比較經(jīng)濟(jì).控制過(guò)程中需要許多計(jì)算（如坐標(biāo)變換），因此這種控制速度較慢。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，和機(jī)器人控制質(zhì)量的提高，要完成各種運(yùn)算，如軌跡控制的插補(bǔ)計(jì)算、坐標(biāo)變換、伺服系統(tǒng)中補(bǔ)償量的計(jì)算等。這里包括了矩陣、三角函數(shù)等大量的實(shí)時(shí)運(yùn)算，通常需在50～15ms之內(nèi)完成，要在一個(gè)微型計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)是困難的，往往集中式控制不能滿足需要，

目前五十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)主從式控制

日本于70年代生產(chǎn)的Motoman機(jī)器人（五關(guān)節(jié)，直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)）和PT600及我國(guó)于80年代中期研制的“天龍一號(hào)”、“上海一號(hào)”等弧焊機(jī)器人屬于主從式結(jié)構(gòu)。

終端鍵盤示教盒焊機(jī)外存一級(jí)計(jì)算機(jī)公共內(nèi)存D/A速度單元位置反饋機(jī)器人二級(jí)計(jì)算機(jī)目前五十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于十六點(diǎn)主從式控制

一級(jí)計(jì)算機(jī)（一級(jí)機(jī)）為主機(jī)，它擔(dān)當(dāng)系統(tǒng)管理、機(jī)器人語(yǔ)言編譯和人機(jī)接口功能，同時(shí)也利用它的運(yùn)算能力完成坐標(biāo)變換、軌跡插補(bǔ)，并定時(shí)地把運(yùn)算結(jié)果作為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的增量值送到公共內(nèi)存，供二級(jí)計(jì)算機(jī)（二級(jí)機(jī)）讀取它。二級(jí)機(jī)完成全部關(guān)節(jié)位置數(shù)字控制，它從公共內(nèi)存讀給定值，也把各關(guān)節(jié)實(shí)際位置送回到公共內(nèi)存中，供一級(jí)機(jī)使用。公共內(nèi)存是由容量為幾KB的雙口RAM或普通靜態(tài)RAM加上總線控制邏輯電路組成。由于功能分散，控制質(zhì)量較集中式控制明顯提高。這類系統(tǒng)的控制效率較快，一般可達(dá)15ms，即每15ms刷新一次給定，并實(shí)現(xiàn)位置控制一次