機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功用和功能的主要要素。控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和實(shí)行機(jī)構(gòu)收回指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。下面文章主要介紹機(jī)器人控制系統(tǒng)。

1、機(jī)器人的控制系統(tǒng)

“控制”的目的是指被控對(duì)象會(huì)按照者所期望的方式產(chǎn)生行為。“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。

2、機(jī)器人的基本工作原理

工作原理是示教再現(xiàn)；示教也稱導(dǎo)引示教，既是人工導(dǎo)引機(jī)器人，一步步按實(shí)際需求動(dòng)作流程操作一遍，機(jī)器人在導(dǎo)引過(guò)程中自動(dòng)記憶示教的每個(gè)動(dòng)作的姿態(tài)、位置、工藝參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等，并自動(dòng)生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行的程序。完成示教后，只需要給機(jī)器人一個(gè)啟動(dòng)命令，機(jī)器人將會(huì)地自動(dòng)按照示教好的動(dòng)作，完成全部流程；

3、機(jī)器人控制的分類

1）按照有無(wú)反饋分為：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、

開(kāi)環(huán)精確控制的條件：精確地知道被控對(duì)象的模型，并且這一模型在控制過(guò)程中保持不變。

2）按照期望控制量分為：力控制、位置控制、混合控制這三種。

位置控制分為：?jiǎn)侮P(guān)節(jié)位置控制（位置反饋，位置速度反饋，位置速度加速度反饋）、多關(guān)節(jié)位置控制

多關(guān)節(jié)位置控制分為分解運(yùn)動(dòng)控制、集中控制力控制分為：直接力控制、阻抗控制、力位混合控制

3）智能化的控制方式

模糊控制、自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 、專家控制

4、控制系統(tǒng)硬件配置及結(jié)構(gòu)、電氣硬件、軟件架構(gòu)

由于機(jī)器人的控制過(guò)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，目前市面上機(jī)器人控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上大部分采用分層結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，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，首先分析解釋指令，確定手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和插補(bǔ)運(yùn)算，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)。這些參數(shù)經(jīng)過(guò)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)。關(guān)節(jié)上的伺服驅(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，達(dá)到精確的控制機(jī)器人在空間的運(yùn)動(dòng)。

2）基于PLC的運(yùn)動(dòng)控制 兩種控制方式：

①利用PLC的輸出端口使用脈沖指令來(lái)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)零部件來(lái)實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的閉環(huán)位置控制。

②使用PLC外部擴(kuò)展的位置控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)位置控制，這種方式主要是以發(fā)高速脈沖控制，屬于位置控制方式，位置控制一般都是點(diǎn)到點(diǎn)的位置控制方式較多。