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TS2000 K82515 K20484機(jī)器人控制器渠道商介紹,控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的重要組成局部,它的作用相當(dāng)于人腦。具有一個功用完善、靈活牢靠的控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人與設(shè)備諧和動作、共同完成作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵。工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)普通由對其本身運動的控制和工業(yè)機(jī)器人與周邊設(shè)備的諧和控制兩局部組成,1.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特性
機(jī)器人從構(gòu)造上講屬于一個空間開鏈機(jī)構(gòu),其中各個關(guān)節(jié)的運動是獨立的,為了完成末端點的運動軌跡,需求多關(guān)節(jié)的運動諧和,其控制系統(tǒng)較普通的控制系統(tǒng)要復(fù)雜得多。
機(jī)器人控制系統(tǒng)的特性如下:
(1)機(jī)器人的控制是與機(jī)構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)親密相關(guān)的。在各種坐標(biāo)下都能夠?qū)C(jī)器人手足的狀態(tài)停止描繪,應(yīng)依據(jù)詳細(xì)的需求對參考坐標(biāo)系停止選擇,并要做恰當(dāng)?shù)淖?標(biāo)變換。經(jīng)常需求正向運動學(xué)和反向運動學(xué)的解,除此之外還需求思索慣性力、外力( 包括重力)和向心力的影響。
(2)即便是一個較簡單的機(jī)器人,也至少需求 3~5 個自在度,比擬復(fù)雜的機(jī)器人則需求十幾個以至幾十個自在度。每一個自在度普通都包含一個伺服機(jī)構(gòu),它們必需諧和起來,組成一個多變量控制系統(tǒng)。
(3)由計算機(jī)來完成多個獨立的伺服系統(tǒng)的諧和控制和使機(jī)器人依照人的意志行動,以至賦予機(jī)器人一定“智能”的任務(wù)。所以,機(jī)器人控制系統(tǒng)一定是一個計算機(jī)控制系統(tǒng)。同時,計算機(jī)軟件擔(dān)負(fù)著艱巨的任務(wù)。
(4)由于描繪機(jī)器人狀態(tài)和運動的是一個非線性數(shù)學(xué)模型,隨著狀態(tài)的改動和外力的變化,其參數(shù)也隨之變化,并且各變量之間還存在耦合。所以,只運用位置閉環(huán)是不夠的,還必需要采用速度以至加速度閉環(huán)。系統(tǒng)中經(jīng)常運用重力補(bǔ)償、前饋、解耦或自順應(yīng)控制等辦法。
(5)由于機(jī)器人的動作常常能夠經(jīng)過不同的方式和途徑來完成,所以存在一個“**”的問題。關(guān)于較**的機(jī)器人可采用人工智能的辦法,應(yīng)用計算機(jī)樹立龐大的信息庫,借助信息庫停止控制、決策、管理和操作。依據(jù)傳感器和形式辨認(rèn)的辦法取得對象及環(huán)境的工況,依照給定的指標(biāo)請求,自動地選擇**的控制規(guī)律。 綜上所述,機(jī)器人的控制系統(tǒng)是一個與運動學(xué)和動力學(xué)原理親密相關(guān)的、有耦合的、非線性的多變量控制系統(tǒng)。由于其具有的特殊性,所以經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論都不能照搬運用。到目前為止,機(jī)器人控制理論還不夠完好和系統(tǒng)。
2.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功用
工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運動位置、姿勢和軌跡、操作次第及動作的時間等項目 工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運動位置、姿勢和軌跡、操作次第及動作的時間等項目的控制是工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要任務(wù),其中有些項目的控制是十分復(fù)雜的。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功用包括以下兩點:
(1)示教再現(xiàn)功用。示教再現(xiàn)功用是指控制系統(tǒng)能夠經(jīng)過示教盒或手把手停止示教,將動作次第、運動速度、位置等信息用一定的辦法預(yù)先教給工業(yè)機(jī)器人,由工業(yè)機(jī)器人的記憶安裝將所教的操作過程自動地記載在存儲器中,當(dāng)需求再現(xiàn)操作時,重放存儲器中存儲的內(nèi)容即可。如需更改操作內(nèi)容時,只需重新示教一遍。
(2)運動控制功用。運動控制功用是指對工業(yè)機(jī)器人末端操作器的位姿、速度、加速度等項目的控制。
3.控制系統(tǒng)的組成
工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)由相應(yīng)的硬件和軟件組成。
(1)硬件。
硬件主要包括以下幾局部:
1)傳感安裝?煞譃閮(nèi)部傳感器和外部傳感器。其中前者是用來感知其本身的狀 態(tài)的,其作用是對工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位置、速度和加速度等停止檢測;后者是用來感知工作環(huán)境和工作對象狀態(tài)的,外部傳感器包括視覺、力覺、觸覺、聽覺、滑覺等傳感 器。
2)控制安裝。普通由一臺微型或小型計算機(jī)及相應(yīng)的接口組成。其作用是用來對各種覺得信息停止處置,執(zhí)行控制軟件,并產(chǎn)生控制指令。
3)關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動局部。這局部的主要作用是以控制安裝的指令為根據(jù),按作業(yè)任務(wù)的請求驅(qū)動各關(guān)節(jié)運動。
(2)軟件。
這里所說的軟件,主要是指機(jī)器人的控制軟件。控制軟件由運動軌跡規(guī)劃算法和關(guān)節(jié)伺服控制算法及相應(yīng)的動作程序組成。它能夠運用一切的編程言語編制,但工業(yè)機(jī)器人控制軟件的主流是由通用言語模塊化而編制構(gòu)成的專用工業(yè)言語。
4.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)各組成局部的稱號和作用
(1)控制計算機(jī)?刂朴嬎銠C(jī)是控制系統(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu),普通運用微型計算機(jī)或 微處置器。 (2)示教盒。示教盒的作用是完成示教機(jī)器人工作軌跡、參數(shù)設(shè)定和一切的人機(jī)交 互操作,它具有獨立的 CPU 以及存儲單元,以串行通訊方式與主計算機(jī)完成信息交互。
(3)操作面板。操作面板由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成,其功用是完成根本功用操作。
(4)磁盤存儲器。硬盤和軟盤存儲器等于存儲機(jī)器人工作程序的存儲器。
(5)數(shù)字和模仿量輸入/輸出。該局部的作用是完成各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出功用。 (6)打印機(jī)接口。打印機(jī)接口的作用是記載需求輸出的各種信息。
(7))傳感器接口。傳感器接口是用于信息的自動檢測,完成機(jī)器人柔順控制,普通為力覺、觸覺和視覺傳感器。
(8)軸控制器。軸控制器的作用是完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度的控制。
(9)輔助設(shè)備控制。輔助設(shè)備控制用來控制和機(jī)器人配合的輔助設(shè)備,如手爪變位器等。
(10)通訊接口。通訊接口是用來完成機(jī)器人和其他設(shè)備的信息交流的,普通有串行接口、并行接口等。
(11)網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)絡(luò)接口包括 Ethernet 接口和 Fieldbus 接口。
1)Ethernet 接口。經(jīng)過 Ethernet 接口能夠完成多臺或單臺機(jī)器人的直接PC通訊,數(shù)據(jù)傳輸速率可到達(dá) 10Mb/s,并可直接在PC 上用 Windows95或 Windows nt庫函數(shù)停止應(yīng)用程序編程之后,支持 TCP/P 通訊協(xié)議,還可經(jīng)過 Ethernet 接口將數(shù)據(jù)及程序裝入各個機(jī)器人控制器中。
2) Fieldbus 接口。支持多種盛行的現(xiàn)場總線規(guī)格,如 Device net、ABRemote I/O、 Interbus-s、 profibus-DP、M-NET 等。
資訊來源:汕頭羅克自動化
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