工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 課件 6-2工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件工作分工

工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件工作分工一工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件工作分工

下面通過典型的控制結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式，如圖示為簡(jiǎn)化的控制系統(tǒng)硬件工作分工圖1/4一工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件工作分工

主計(jì)算機(jī)內(nèi)含系統(tǒng)板卡，有一系列可以與外圍設(shè)備相連接的操作接口，網(wǎng)絡(luò)接口，I/O接口等，負(fù)責(zé)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。典型的系統(tǒng)板卡還應(yīng)包含局部RAM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、寄存器、計(jì)時(shí)器和中斷系統(tǒng)等。

運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)包含運(yùn)動(dòng)學(xué)板卡和動(dòng)力學(xué)板卡，運(yùn)動(dòng)學(xué)板卡可以執(zhí)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算、軌跡可行性分析以及冗余計(jì)算等，動(dòng)力學(xué)板卡可以執(zhí)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算。如采取集中式控制，運(yùn)動(dòng)控制器則集成于主計(jì)算機(jī)中。伺服控制系統(tǒng)內(nèi)的編碼器是典型的內(nèi)部傳感器。典型的外部傳感器有視覺傳感器、力傳感器等，可以通過I/O單元實(shí)現(xiàn)與運(yùn)動(dòng)控制器的通信，將外部傳感器感知到的環(huán)境因素等信息傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器可根據(jù)傳感器感知到的信息進(jìn)行運(yùn)算求解，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)和外部設(shè)備的工作狀態(tài)。通過人機(jī)交互工具（如示教器）可實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接操縱，專用的編程語(yǔ)言是示教器與工業(yè)機(jī)器人的交流方式。當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)或者碰撞時(shí)，可通過觸發(fā)安全機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直接控制，立即停止執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。2/4一工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件工作分工

典型的控制系統(tǒng)硬件工作流程如圖所示，主計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、任務(wù)的處理和人機(jī)交互等，主計(jì)算機(jī)將命令發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器完成由驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和傳感器組成的閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行具體的動(dòng)作，傳感器將相關(guān)位置、速度和加速度等信息反饋給運(yùn)動(dòng)