對(duì)于工業(yè)機(jī)器人，很多人都告訴我為什么工業(yè)機(jī)器人會(huì)聽指令。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人，除了它們的形狀外，他們什么都不知道。大多數(shù)人的關(guān)注是工業(yè)機(jī)器人可以像人類一樣成為地球上非常聰明的“人”。如果你確實(shí)想解決你的疑慮，你可以小心。今天來看看我們的文章：工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的一些方方面面。

機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

機(jī)器人的結(jié)構(gòu)采用空間開放式連接結(jié)構(gòu)，每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的。為了實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。因此，其控制系統(tǒng)比普通控制系統(tǒng)復(fù)雜得多，具有以下特點(diǎn)：

 1.工業(yè)機(jī)器人控制與結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。工業(yè)機(jī)器人抓手的狀態(tài)可以用各種坐標(biāo)1來描述，可以選擇不同的參考坐標(biāo)，可以根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變換。

 2.經(jīng)常需要解決運(yùn)動(dòng)的前向和反向問題。另外，應(yīng)考慮慣性力，外力（包括重力），科里奧利力和向心力的影響。

 3.一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)機(jī)器人具有至少3-5個(gè)自由度，而更復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人具有十幾個(gè)甚至幾十個(gè)自由度。每個(gè)自由度通常包含伺服機(jī)構(gòu)，其必須被協(xié)調(diào)以形成多變量機(jī)器人控制系統(tǒng)。

 4.有機(jī)地協(xié)調(diào)多個(gè)獨(dú)立的伺服系統(tǒng)，根據(jù)人的意愿行事，甚至給工業(yè)機(jī)器人一定的智能。此任務(wù)只能由計(jì)算機(jī)完成。因此，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)必須是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

5.描述工業(yè)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)和外力的變化，其參數(shù)也在變化，變量之間存在耦合。

6.工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)可以以不同的方式和路徑完成。因此，存在“最佳”問題。高級(jí)工業(yè)機(jī)器人可以利用人工智能在信息庫的幫助下，利用計(jì)算機(jī)和控制，決策，管理和操作建立龐大的信息庫。

 傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)械并不專注于自己的行為，而工業(yè)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)更多地關(guān)注本體與操作對(duì)象之間的關(guān)系。

因此，機(jī)器人控制系統(tǒng)是一個(gè)具有耦合和非線性的多變量控制系統(tǒng)，與運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。

根據(jù)不同的實(shí)際工作條件，有各種控制模式，從簡(jiǎn)單的編程自動(dòng)化，微處理器控制到小型計(jì)算機(jī)控制等。

機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和基本要求

了解受控工業(yè)機(jī)器人的特性以便很好地控制工業(yè)機(jī)器人非常重要。從我們知道的工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的角度來看，它具有以下特征：

工業(yè)機(jī)器人本質(zhì)上是一個(gè)非線性系統(tǒng)。導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人非線性的因素大多數(shù)，例如結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)部件，驅(qū)動(dòng)元件等，這將導(dǎo)致系統(tǒng)的非線性。

關(guān)節(jié)之間存在耦合效應(yīng)，表示某個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。它會(huì)對(duì)其他關(guān)節(jié)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)影響，因此每個(gè)關(guān)節(jié)都會(huì)受到其他關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)引起的干擾。這是一個(gè)時(shí)變系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)參數(shù)隨關(guān)節(jié)的位置而變化。

從使用角度看，工業(yè)機(jī)器人是一種特殊的自動(dòng)化設(shè)備，其控制具有以下特點(diǎn)和要求：

1、多軸運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制，生成所需的工作軌跡。由于工業(yè)機(jī)器人的手的運(yùn)動(dòng)是所有關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的綜合運(yùn)動(dòng)，為了使手按設(shè)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，需要對(duì)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行良好的控制，包括運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)序列等。

2、定位精度高，速度范圍大

3、系統(tǒng)靜態(tài)速率小

4、各關(guān)節(jié)速度誤差系數(shù)應(yīng)盡可能一致

5、位置沒有過度調(diào)整，動(dòng)態(tài)響應(yīng)盡可能快

6、需要使用加（減）速控制

7、從操作角度看，控制系統(tǒng)要求有良好的人機(jī)界面，以盡量減少操作人員的要求。

8、從系統(tǒng)成本的角度出發(fā)，要求盡可能降低系統(tǒng)的硬件成本，更多地采用軟件伺服的方法來提高控制系統(tǒng)的性能。

工業(yè)機(jī)器人控制方法：

工業(yè)工業(yè)機(jī)器人控制方法的分類沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)：

1、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模式

2、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制

（1）、工業(yè)機(jī)器人位置控制方式：定位控制方式-固定位置方式、多點(diǎn)位置方式、伺服控制方式；路徑控制方式：連續(xù)軌跡控制、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制）

（2）、工業(yè)機(jī)器人速度控制模式：速度控制模式-定速控制，變速控制；加速度控制模式-定速控制模式，變速控制）

（3）、工業(yè)機(jī)器人力控制模式）

工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)序列控制方法

3、工業(yè)機(jī)器人教學(xué)控制方法

（1）、工業(yè)機(jī)器人教學(xué)：間接教學(xué)法——模型工業(yè)機(jī)器人顯示、專用工具顯示；離線教學(xué)法——數(shù)字輸入顯示、圖形顯示、軟件語言教學(xué)）

（2）、實(shí)際工業(yè)機(jī)器人教學(xué)：直接教學(xué)法—功率級(jí)不教學(xué)，伺服級(jí)接教學(xué)；遠(yuǎn)程教學(xué)法—示教盒教學(xué)法、操縱桿教學(xué)法、主從式教學(xué)）

工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)通常分為兩部分：機(jī)械本體和控制系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要組成部分是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和操作控制軟件、輸入/輸出設(shè)備和裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成預(yù)定任務(wù)的重要組成部分?；竟δ馨ǎ?/span>

1、教學(xué)功能

2、記憶功能

3、接觸外圍設(shè)備

4、人機(jī)界面

5、坐標(biāo)設(shè)置功能

6、位置伺服功能

7、故障診斷安全保護(hù)功能

8、傳感器接口

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)主要集中在汽車、汽車零部件、摩托車、電器、工程機(jī)械、石油化工等行業(yè)。中國(guó)作為亞洲第三大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)，市場(chǎng)發(fā)展穩(wěn)定，汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)不斷深入和國(guó)際制造業(yè)中心向中國(guó)的轉(zhuǎn)移，我國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)會(huì)更進(jìn)一步加大，市場(chǎng)擴(kuò)展的速度也會(huì)進(jìn)一步提高。本文就當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行梳理。當(dāng)然，關(guān)于機(jī)器人控制系統(tǒng)的知識(shí)大多數(shù)，如工業(yè)機(jī)器人單關(guān)節(jié)位置伺服控制、工業(yè)機(jī)器人力控制、工業(yè)機(jī)器人智能控制等。