工业机器人专业教材计划

主电路部分
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控制电路部分
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各个电路板实现的功能 1、主控制板
整个控制器的大脑，实现所有信号的运算和处理。 2、电机板
与电机驱动器进行CAN通讯，实现对电机的控制，一块电机 板可同时控制9个电机，一台控制柜可同时安装3个电机板。 3、安全板
一些安全回路的处理，以及报警控制和反馈。
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Байду номын сангаас
工业机器人技术入门 五、机器人的控制系统
1、机器人控制系统概述 2、机器人控制系统参数 3、机器人控制系统结构
工业机器人是一种多用 途的、可重复编程的自动控 制操作机，具有三个或者更 多个可编程的轴，并且有提 高劳动生产率，改善工人劳 动强度和工作环境，降低对 工人操作技术的要求等特点 ，广泛应用于工业自动化领 域。
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2、机器人控制系统参数
熊猫公司开发的机器人控制柜PRC100，具有以下特点： 以iMx6作为主控芯片，性能卓越，伺服响应时间1ms 可通过增加外部轴模块实现最多可同时控制轴27个 配有多路通讯和IO接口，外部设备、数据连接便利 使用CPCI框架结构，连接可靠，性能稳定 超大容量的存储器，可存储1000个以上程序
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1、机器人的传感器技术
选择：
机器人对传感器的一般要求是：精度高，重复性好；稳定性好，可靠性高 ；抗干扰能力强；重量轻，体积小，安装方便可靠；价格便宜。
在现代工业中，机器人被用于执行各种加工任务，其中比较常见的加工任 务有物料搬运、装配、喷漆、焊接、检验等。不同的加工任务对机器人提出了 不同的要求。
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1、机器人的传感器技术
分类： 机器人用传感器可分为检测内部状态信息传感器和检测外部 对象和外部环境状态的外部信息传感器。 内部信息传感器包括检测位置、速度、力、力矩、温度以及 异常变化的传感器。 外部信息传感器包括触觉传感器、力觉传感器、接近觉传感 器、角度觉(平衡觉)传感器、视觉传感器等。具有多种外部传感 器是先进机器人的重要标志。
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1、机器人的传感器技术
定义： 传感器按一定规律实现信号检测并将被测量(物理的、化学的 和生物的信息)通过变送器变换为另一种物理量(通常是电压或电 流量)。它既能把非电量变换为电量，也能实现电量之间或非电量 之间的互相转换。总而言之，一切获取信息的仪表器件都可称为 传感器。 国际上，传感技术被列为六大核心技术(计算机、激光、通讯 、半到体、超导和传感)之一。传感技术也是现代信息技术的三大 基础(传感技术、通讯技术、计算机技术)之一。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组 成。
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3、机器人控制系统结构
2、硬件架构 1）从电路上分：
可分为主电路部分和控制电路两部分。 2）从功能上分：
可分为电机驱动器和电机控制部分、控制电源系统部分、主 控制电路板部分、I/O板部分、安全回路、冷却部分等组成。 3）从能力上分：
可分为6轴控制系统和外部轴系统。
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机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度、加速度。多数 机器人都采用了位置传感器作为闭环控制器的反馈元件。机器人根据位置传感 器反馈的位置信息，对机器人的运动误差进行补偿。不少机器人还装备有速度 传感器和加速度传感器。加速度传感器可以检测机器人构件受到的惯性力，使 控制能够补偿惯性力引起的变形误差。速度检测用于预测机器人的运动时间， 计算和控制由离心力引起的变形误差。
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4、IO控制1板 实现与驱动器的IO口之间的信号连接（连接到IO_2-1板上） 实现与四个手操盒的信号连接（连接到IO_1板上） 实现与示教器之间的485通讯 实现与焊机之间的485通讯
5、IO_1板和IO_2-1板 实现信号的隔离和电平转换 实现与焊机之间的IO信号连接 实现与示教器之间的CAN通讯 实现与外部设备之间的CAN通讯 实现多台机器人之间的CAN通讯
项目 型号 电机容量 可控制轴数 内存 接口
外形尺寸 重量 电源 温度范围 湿度范围 绝缘耐压 寿命
规格
PRC100 3.4kW（6轴） 6个（最多可扩展至27个）
RAM在100000点以上，可存储1000个以上程序（每个程序100000点） 机器人I/F接口 焊机接口 手操器接口（最多4个） 各种通讯接口 600×500×1060 100kg 三相交流220V（50/60Hz） 0~45℃ 20-90%（无结露现象） 1MΩ以上（DC500V） 30000小时/8年
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6、IO控制2板和IO_2-2板 实现9轴以外的电机控制，配合电机板使用，增加一个电机板则需要增加一个IO_2-2板。从而实
现最多单台控制器能够控制27个轴。 驱动器需要另配控制柜。
7、背板 实现CPCI框架中所有电路板的信号连接，减少连线，提高可靠性。
8、Surge板 实现防雷击保护和欠压、缺相报警。
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1、机器人控制系统概述
一个最基本的机器人控制系统包含机器 人控制器，机器人本体、机器人示教器三个 重要组成部分。整个系统又以机器人控制器 为核心，以示教器作为人机显示和操作界面 ，来控制机器人本体来进行工作。
一个典型的焊接机器人控制系统，除了 以上三部分外，还包含有焊机和外部轴。由 熊猫公司自主研发的机器人控制系统，配备 自主研发的数字化脉冲气保焊机和双轴变位 机，即可组成一个典型的焊接机器人工作站 。
9、Panel Display板 实现当前状态和报警代码显示。
10、Encoder板 实现本体电池的报警提示。
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工业机器人技术入门 五、机器人的感觉系统
1、机器人的传感器技术 2、机器人的内部传感器 3、机器人的外部传感器 4、机器人的视觉传感器
人类熟悉的五种感觉，即视 觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉。 机器人要想模仿人进行一些活动 和工作，那么也必须要配备一些 感觉系统，我们将机器人的“感 觉器官”称之为传感器。