机器人控制技术

制
输出信号反馈回伺服控制级计算机形成局部闭环控制，
原
从而更加精确的控制机器人手部在空间的运动（作业任 务要求的）。
理
在控制过程中，工作人员可直接监视机器人的运动
状态，也可从显示器等输出装置上得到有关机器人运动
的信息。
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.4 机器人控制系统
人
机器人控制系统的组成
制
轨迹跟踪精度及平稳性。
原
通常弧焊、喷漆、去毛边和检测作业的机器人都 采用这种控制方式。
理
有的机器人在设计控制系统时，上述两种控制方
式都具有，如对进行装配作业的机器人的控制等。
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.2 机器人控制方式
人
2、按机器人控制是否带反馈分：
及
（1）非伺服型控制方式 非伺服型控制方式是指未采用反馈环节的开环控
人
1、大量的运动学、动力学运算，涉及矢量、矩阵、
及
坐标变换和微积分等运算。
其
2、机器人的控制不仅是非线性的，而且是多变量
控
耦合的。
制
3、机器人的控制还必须解决优化、决策的问题。
原
理
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器
1.1.2 机器人控制方式
人
机器人的控制方式主要有以下两种分类：
及
1、按机器人手部在空间的运动方式分：
其
（1）点位控制方式——PTP 点位控制又称为PTP控制，其特点是只控制机器
控
人手部在作业空间中某些规定的离散点上的位姿。
制
这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动 所需的时间。
原
常常被应用在上下料、搬运、点焊和在电路板上
理
插接元器件等定位精度要求不高且只要求机器人在目标 点处保持手部具有准确位姿的作业中。
其
制方式。
控
在这种控制方式下，机器人作业时严格按照在进 行作业之前预先编制的控制程序来控制机器人的动作顺
制
序，在控制过程中没有反馈信号，不能对机器人的作业
原 理
进展及作业的质量好坏进行监测，因此，这种控制方式 只适用于作业相对固定、作业程序简单、运动精度要求 不高的场合，它具有费用省，操作、安装、维护简单的
其
控制系统的记忆装置就将所教的操作过程自动地记录在
控
存储器中。当需要机器人工作时，机器人的控制系统就 调用存储器中存储的各项数据，使机器人再现示教过的
制
操作过程，由此机器人即可完成要求的作业任务。
原 理
机器人的示教再现功能易于实现，编程方便，在 机器人的初期得到了较多的应用。
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.3 机器人控制功能
人
2、运动控制功能
及
运动控制功能是指通过对机器人手部在空间的位 姿、速度、加速度等项的控制，使机器人的手部按照作
其
业的要求进行动作，最终完成给定的作业任务。
控
它与示教再现功能的区别：在示教再现控制中， 机器人手部的各项运动参数是由示教人员教给它的，其
制
精度取决于示教人员的熟练程度。而在运动控制中，机
机器人控制技术
机
器
人
1.1 引言
及
其
1.2 示教再现控制
控
1.3 运动控制
制
习题
原
理
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器பைடு நூலகம்
人
1.1.1 机器人控制特点
及
1.1.2 机器人控制方式
其
1.1.3 机器人控制功能
控
1.1.4 机器人控制系统
制
原
理
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器
1.1.1 机器人控制特点
原 理
器人手部的各项运动参数是由机器人的控制系统经过运 算得来的，且在工作人员不能示教的情况下，通过编程 指令仍然可以控制机器人完成给定的作业任务。
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.4 机器人控制系统
人
由于机器人的控制过程中涉及大量的坐标变换和插
及
补运算以及较低层的实时控制，所以，目前的机器人控
机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.4 机器人控制系统
人
机器人控制系统的组成
及
1、硬件——单片机应用
其
控
制
原
理
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.4 机器人控制系统
原 理
如果是适应型或智能型机器人的伺服控制，则增 加了机器人用外部传感器对外界环境的检测，使机器 人对外界环境的变化具有适应能力，从而构成总体闭
环反馈的伺服控制方式。
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1.1 引言
器 1.1.3 机器人控制功能
人
1、示教再现功能
及
示教再现功能是指示教人员预先将机器人作业的各 项运动参数预先教给机器人，在示教的过程中，机器人
及
1、硬件
其 控 制 原 理
人 机 对 话
控
制
器上 下
位 机 ： 个 人 微 机型、计小算 机 数通学信运
数 据 存 位 机 ： 单 片 机 、控运制动器伺 服 驱
算
储 动
检
测
传
感器内 外
部 部
传 传
感 感
器 器
： ：
自 外
身运关动节状 部参环数境变
态 化
检 检
测 测
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器 1.1.4 机器人控制系统
人
机器人控制系统具体的工作过程是：主控计算机接 到工作人员输入的作业指令后，首先分析解释指令，确
及
定手的运动参数，然后进行运动学、动力学和插补运算，
其
最后得出机器人各个关节的协调运动参数。这些参数经 过通信线路输出到伺服控制级作为各个关节伺服控制系
控
统的给定信号。关节驱动器将此信号D/A转换后驱动各 个关节产生协调运动，并通过传感器将各个关节的运动
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机
1.1 引言
器 1.1.2 机器人控制方式
人
1、按机器人手部在空间的运动方式分：
及
（2）连续轨迹控制方式——CP 连续轨迹控制又称为CP控制，其特点是连续的控
其
制机器人手部在作业空间中的位姿，要求其严格的按照
控
预定的路径和速度在一定的精度范围内运动。 这种控制方式的主要技术指标机器人手部位姿的
优点。
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机器人控制技术
机
1.1 引言
器 1.1.2 机器人控制方式
人
2、按机器人控制是否带反馈分：
及
（2）伺服型控制方式 伺服型控制方式是指采用了反馈环节的闭环控制
其
方式。
控
这种控制方式的特点是在控制过程中采用内部传 感器连续测量机器人的关节位移、速度、加速度等运
制
动参数，并反馈到驱动单元构成闭环伺服控制。
其
制系统在结构上大多数采用分层结构的微型计算机控制
控
系统，通常采用的是两级计算机伺服控制系统。
制
数学运算
原 人机对话 一级（上位机）通信 二级（下位机） 伺服
单片机
驱动装置
微型计算机
运动控制器 驱动
理
数据存储
局部反馈
全局反馈
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关节运动 内部传感器
手的运动 外部传感器
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1.1 引言