工业机器人技术第5章 工业机器人控制.ppt

工业机器人技术第5章 工业机器人控制.ppt

  1. 1、本文档共127页,可阅读全部内容。
  2. 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
 5.1 工业机器人控制系统的特点   机器人的结构多为空间开链机构,其各个关节的运动是独立的,为了实现末端点的运动轨迹,需要多关节的运动协调。因此,其控制系统与普通的控制系统相比要复杂得多,具体如下:   (1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。机器人手足的状态可以在各种坐标下进行描述,应当根据需要选择不同的参考坐标系,并做适当的坐标变换。经常要求 正向运动学和反向运动学的解,除此之外还要考虑惯性力、外力(包括重力)、哥氏力及向心力的影响。   (2) 一个简单的机器人至少要有3~5个自由度,比较复杂的机器人有十几个甚至几十个自由度。每个自由度一般包含一个伺服机构,它们必须协调起来,组成一个多变量控制系统。   (3) 把多个独立的伺服系统有机地协调起来,使其按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定的“智能”,这个任务只能由计算机来完成。因此,机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。同时,计算机软件担负着艰巨的任务。   (4) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,随着状态的不同和外力的变化,其参数也在变化,各变量之间还存在耦合。因此,仅仅利用位置闭环是不够的,还要利用速度甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、前馈、解耦或自适应控制等方法。   (5) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,因此存在一个“最优”的问题。较高级的机器人可以用人工智能的方法,用计算机建立起庞大的信息库,借助信息库进行控制、决策、管理和操作。根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况,按照给定的指标要求,自动地选择最佳的控制规律。   总而言之,机器人控制系统是一个与运动学和动力学原理密切相关的、有耦合的、非线性的多变量控制系统。由于它的特殊性,经典控制理论和现代控制理论都不能照搬使用。 因此到目前为止,机器人控制理论还不完整、不系统。相信随着机器人技术的发展,机器人控制理论必将日趋成熟。    5.2 工业机器人控制系统的主要功能   1. 示教再现功能   示教再现功能是指控制系统可以通过示教盒或手把手进行示教,将动作顺序、运动速度、位置等信息用一定的方法预先教给工业机器人,由工业机器人的记忆装置将所教的操作过程自动地记录在存储器中,当需要再现操作时,重放存储器中存储的内容即可。如需更改操作内容时,只需重新示教一遍。   2. 运动控制功能   运动控制功能是指对工业机器人末端操作器的位姿、速度、加速度等项目的控制。 5.2.1 示教再现控制   1. 示教及记忆方式   1) 示教的方式   示教的方式种类繁多,总的可分为集中示教方式和分离示教方式。   集中示教方式就是指同时对位置、速度、操作顺序等进行的示教方式。分离示教方式是指在示教位置之后,再一边动作,一边分别示教位置、速度、操作顺序等的示教方式。   当对PTP(点位控制方式)控制的工业机器人示教时,可以分步编制程序,且能进行编辑、修改等工作。但是在作曲线运动而且位置精度要求较高时,示教点数一多,示教时间就会拉长,且在每一个示教点都要停止和启动,因而很难进行速度的控制。   对需要控制连续轨迹的喷漆、电弧焊等工业机器人进行连续轨迹控制的示教时,示教操作一旦开始,就不能中途停止,必须不中断地进行完为止,且在示教途中很难进行局部修正。   示教方式中经常会遇到一些数据的编辑问题,其编辑机能有如图5.1所示的几种方法。   在图中,要连接A与B两点时,可以这样来做:(a) 直接连接;(b) 先在A与B之间指定一点x,然后用圆弧连接;(c) 用指定半径的圆弧连接;(d) 用平行移动的方式连接。 图 5.1 示教数据的编辑机能 (a) 直接连接;(b) 先指定一点再用圆弧连接; (c) 用指定半径的圆弧连接;(d) 用平移方式连接   在CP(连续轨迹控制方式)控制的示教中,由于CP控制的示教是多轴同时动作,因此与PTP控制不同,它几乎必须在点与点之间的连线上移动,故有如图5.2所示的两种方法。   在图中,(a)是在指定的点之间用直线连接进行示教;(b)是按指定的时间对每一个间隔点的位置进行示教。 图 5.2 CP控制示教举例 (a) 在指定的点之间用直线连接进行示教;(b) 按指定的时间对每一个间隔点的位置进行示教   2) 记忆的方式   工业机器人的记忆方式随着示教方式的不同而不同。又由于记忆内容的不同,故其所用的记忆装置也不完全相同。通常,工业机器人操作过程的复杂程序取决于记忆装置的容量。容量越大,其记忆的点数就越多,操作的动作就越多,工作任务就越复杂。   最初工业机器人使用的记忆装置大部分是磁鼓,随着科学技术的发展,慢慢地出现了磁线、磁芯等记忆装置。现在,计算机技术的发展使得半导体记忆装置出现,尤其是集成化程度高、容量大、高度可靠的随机

文档评论(0)

别样风华 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档