工業(yè)機器人系統的控制（上）

    工業(yè)機器人系統的控制：

    機器人控制系統是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。機器人控制器是根據指令以及傳感信息控制機器人完成一定動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)的裝置。工業(yè)機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線(xiàn)操作提示和使用方便等特點(diǎn)。其基本功能如下：

    1.示教功能。分為在線(xiàn)示教和離線(xiàn)示教兩種方式。

    2.記憶功能。存儲作業(yè)順序、運動(dòng)路徑和方式及與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息等。

    3.與外部設備聯(lián)系功能。包括輸入/輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò )接口等。

    4.傳感器接口。位置檢測、視覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等。

    5.故障診斷安全保護功能。運行時(shí)的狀態(tài)監視、故障狀態(tài)下的安全保護和自診斷。其關(guān)鍵技術(shù)包括：

    5.1開(kāi)放性模塊化的控制系統體系結構：采用分布式CPU計算機結構，分為機器人控制器（RC），運動(dòng)控制器（MC），光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控制器（RC）和編程示教盒通過(guò)串口/CAN總線(xiàn)進(jìn)行通訊。機器人控制器（RC）的主計算機完成機器人的運動(dòng)規劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。

    5.2模塊化層次化的控制器軟件系統：軟件系統建立在基于開(kāi)源的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統Linux上，采用分層和模塊化結構設計，以實(shí)現軟件系統的開(kāi)放性。整個(gè)控制器軟件系統分為三個(gè)層次：硬件驅動(dòng)層、關(guān)鍵層和應用層。三個(gè)層次分別面對不同的功能需求，對應不同層次的開(kāi)發(fā)，系統中各個(gè)層次內部由若干個(gè)功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實(shí)現該層次所提供的功能。

    5.3機器人的故障診斷與安全維護技術(shù)：通過(guò)各種信息，對機器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應維護，是保證機器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。

    5.4網(wǎng)絡(luò )化機器人控制器技術(shù)：當前機器人的應用工程由單臺機器人工作站向機器人生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展，機器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來(lái)越重要?？刂破魃暇哂写?、現場(chǎng)總線(xiàn)及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能?？捎糜跈C器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊，便于對機器人生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行監控、診斷和管理。

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