對于工業(yè)機器人，很多人都告訴我為什么工業(yè)機器人會聽指令。對于工業(yè)機器人，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)機器人控制技術(shù)的一些方方面面。

機器人控制系統(tǒng)的特點

機器人的結(jié)構(gòu)采用空間開放式連接結(jié)構(gòu)，每個關(guān)節(jié)的運動是獨立的。為了實現(xiàn)終點的運動軌跡，需要多個關(guān)節(jié)的運動協(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：

 1.工業(yè)機器人控制與結(jié)構(gòu)運動學和動力學密切相關(guān)。工業(yè)機器人抓手的狀態(tài)可以用各種坐標1來描述，可以選擇不同的參考坐標，可以根據(jù)需要進行適當?shù)淖鴺俗儞Q。

 2.經(jīng)常需要解決運動的前向和反向問題。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。

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

 4.有機地協(xié)調(diào)多個獨立的伺服系統(tǒng)，根據(jù)人的意愿行事，甚至給工業(yè)機器人一定的智能。此任務(wù)只能由計算機完成。因此，工業(yè)機器人控制系統(tǒng)必須是計算機系統(tǒng)。

5.描述工業(yè)機器人狀態(tài)和運動的數(shù)學模型是一個非線性模型。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)機器人的運動可以以不同的方式和路徑完成。因此，存在“最佳”問題。高級工業(yè)機器人可以利用人工智能在信息庫的幫助下，利用計算機和控制，決策，管理和操作建立龐大的信息庫。

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

因此，機器人控制系統(tǒng)是一個具有耦合和非線性的多變量控制系統(tǒng)，與運動學和動力學密切相關(guān)。

根據(jù)不同的實際工作條件，有各種控制模式，從簡單的編程自動化，微處理器控制到小型計算機控制等。

機器人控制系統(tǒng)的特點和基本要求

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

工業(yè)機器人本質(zhì)上是一個非線性系統(tǒng)。導(dǎo)致工業(yè)機器人非線性的因素大多數(shù)，例如結(jié)構(gòu)，傳動部件，驅(qū)動元件等，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)，表示某個關(guān)節(jié)的運動。它會對其他關(guān)節(jié)產(chǎn)生動態(tài)影響，因此每個關(guān)節(jié)都會受到其他關(guān)節(jié)運動引起的干擾。這是一個時變系統(tǒng)。動態(tài)參數(shù)隨關(guān)節(jié)的位置而變化。

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

1、多軸運動協(xié)調(diào)控制，生成所需的工作軌跡。由于工業(yè)機器人的手的運動是所有關(guān)節(jié)運動的綜合運動，為了使手按設(shè)定的規(guī)律運動，需要對關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運動進行良好的控制，包括運動軌跡、運動序列等。

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)機器人控制方法：

工業(yè)工業(yè)機器人控制方法的分類沒有統(tǒng)一的標準：

1、工業(yè)機器人運動控制模式

2、工業(yè)機器人運動控制

（1）、工業(yè)機器人位置控制方式：定位控制方式-固定位置方式、多點位置方式、伺服控制方式；路徑控制方式：連續(xù)軌跡控制、點對點控制）

（2）、工業(yè)機器人速度控制模式：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)機器人力控制模式）

工業(yè)機器人運動序列控制方法

3、工業(yè)機器人教學控制方法

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

（2）、實際工業(yè)機器人教學：直接教學法—功率級不教學，伺服級接教學；遠程教學法—示教盒教學法、操縱桿教學法、主從式教學）

工業(yè)機器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

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

工業(yè)機器人控制系統(tǒng)是工業(yè)機器人完成預(yù)定任務(wù)的重要組成部分。基本功能包括：

1、教學功能

2、記憶功能

3、接觸外圍設(shè)備

4、人機界面

5、坐標設(shè)置功能

6、位置伺服功能

7、故障診斷安全保護功能

8、傳感器接口

我國工業(yè)機器人的市場主要集中在汽車、汽車零部件、摩托車、電器、工程機械、石油化工等行業(yè)。中國作為亞洲第三大的工業(yè)機器人需求國，市場發(fā)展穩(wěn)定，汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級不斷深入和國際制造業(yè)中心向中國的轉(zhuǎn)移，我國的機器人市場會更進一步加大，市場擴展的速度也會進一步提高。本文就當前工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進行梳理。當然，關(guān)于機器人控制系統(tǒng)的知識大多數(shù)，如工業(yè)機器人單關(guān)節(jié)位置伺服控制、工業(yè)機器人力控制、工業(yè)機器人智能控制等。