机械人控制系统的功效要求
1、影象功效:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速率和与生产工艺有关的信息。
2、示教功效:离线编程,在线示教,间接示教。在线示教包罗示教盒和导引示教两种。
3、与外围装备联系功效:输入和输出接口、通讯接口、网络接口、同步接口。
4、坐标设置功效:有枢纽、工具、用户自界说四种坐标系。
5、人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。
6、传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。
7、位置伺服功效:机械人多轴联动、运动控制、速率和加速率控制、动态赔偿等。
8、故障诊断清静掩护功效:运行时系统状态监视、故障状态下的清静掩护和故障自诊断。
机械人控制系统的主要种类
控制系统的使命,是凭证机械人的作业指令法式、以糰n哟衅鞣蠢』乩吹男藕,支配机械人的执行机构去完成的运动和功效。 若是机械人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。
凭证控制原理可分为法式控制系蚦hang⑺秤π钥刂葡低澈腿斯ぶ悄芸刂葡低chang
凭证控制运动的形式可分为点位控制和轨?刂。
工业机械人控制系统组成
1、控制盘算机:控制系统的调治指挥中央机构。
2、示教盒:示教机械人的事情轨:筒问瓒,以及所有人机交互操作,拥有自己自力的CPU以糰n娲⒌ピ,与主盘算机之间以串行通讯方式实现信息交互。
3、操作面板: 由州操作anjian、状态指示灯组成,只完成基本功效操作。
4、硬盘和软盘存储存:储机械人事情法式的外围存储器。
5、数字和模拟量输入输出:种种状态和控制下令的输入或输出。
6、打印机接口:纪录需要输出的种种信息。
7、传感器接口:用于信息的自动检测,实现机械人柔顺控制,一ban为力觉、触觉和视觉传感器。
8、轴控制器:完成机械人各枢纽位置、速率和加速率控制。
9、辅助装备控制:用于和机械人配合的辅助装备控制,如手爪变位器等。
10通讯接口:实现机械人和其他装备的信息交流,一ban有串行接口、并行接口等。
11、网络接口
1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机械人的直接PC通讯,数据传输速率高达10Mbit/s,可直接在PC上用windows库函数举行应用法式编程之后,支持TCP/IP通讯协议,通过Ethernet接口将数据及法式装入各个机械人控制器中。
2)Fieldbus接口:支持多种盛行的现chang总线规格,如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
机械人控制系统结构方式
集中控制系统
用一台盘算机实现所有控制功效,结构简朴,成本低,但实时性差,难以扩展,在早期的机械人中常接纳这种结构,其组成框图,如图所示
基于PC的集中控制系统里,充实使用了PC资源开放性的特点,可以实现很好的开放性:多种控制卡,传感器装备等都可以通过尺度PCI插槽或通过尺度串口、并口集成到控制系统中。
集中式控制系统的优点是:硬件成本较低,便于信息的收罗和剖析,易于实现系统的控制,整体性与协调性较好,基于PC的系统硬件扩展较为利便。
其弱点也显而易见:系统控制缺乏无邪性,控制危险容易集中,一旦泛起故障,其影响面广,效果严重;由于机械人的实时性要求很高,当系统举行大量数据盘算,会降低系统实时性,系统对多使命的响应能力也会与系统的实时性相冲突;此外,辖档同线重大,会降低系统的可靠性。
主从控制方式
接纳主、从两级处置赏罚器实现系统的所有控制功效。主CPU实现治理、坐标变换、轨迹天生和系统自诊断等:从CPU实现所有枢纽的行动控制。其组成框图,如图所示。
主从控制方式系统实时性较好,适于高精度、高速率控制,但其系统扩展性较差,维修难题。
疏散控制方式
an系统的性子和方式将系统控制分成几个?,每一个模块各有差异的控制使命和控制战略,各模式之间可以是主从关系,也可以是一律关系。这种方式实时性好,易于实现高速、高精度控制,易于扩展,可实现智能控制,是现在盛行的方式,其控制框图如图所示。
其主要头脑是“疏散控制,集中治理”,即系统对其总体目的和使命可以举行综合协协调分配,并通过子系统的协调事情来完成控制使命,整个系统在功效、逻辑和物理等方面都是疏散的,以是又称为集散控制系统或疏散控制系统。
这种结构中,子系统是由控制器和差异被控工具或装备组成的,各个子系统之间通过网络等相互通讯。漫衍式控制结构提供了一个开放、实时、准确的机械人控制系统。漫衍式系统中常接纳两级控制方式。
两级漫衍式控制系统
通常由上位机、下为机和网络组成。上位机可以举行差异的轨迹妄想和控制算法,下位机举行插补细分、控制优化等的研究和实现。上位机和下位机通过通讯总线相互协调事情,这里的通讯总线可以是RS-232、RS-485、EEE-488以及USB总线等形式。
现在,以太网和现chang总线手艺的生长为机械人提供了更快速、稳固、有用的通讯服务。尤其是现chang总线,它应用于生产现chang、在微机化丈量控制装备之间实现双向多结点数字通讯,从而形成了新型的网络集成式全漫衍控制系蚦hang謈hang总线控制系统。
漫衍式控制系统的优点在于:辖档烷活性好,控制系统的危险性降低,接纳多处置赏罚器的疏散控制,有利于系统功效的并行执行,提高系统的处置赏罚效率,缩短响应时间。