第三部分 机器人控制技术.pptx

机器人控制技术主要内容机器人控制特点控制系统组成机器人控制方式机器人控制特点1、大量的运动学、动力学运算，涉及矢量、矩阵、 坐标变换和微积分等运算。 2、机器人的控制不仅是非线性的，而且是多变量 耦合的。 3、机器人的控制还必须解决优化、决策的问题。机器人控制系统组成1、硬件2、软件机器人控制方式两种分类方式： 1、按机器人手部在空间的运动方式分： （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人手部在作业空间中某些规定的离散点上的位姿。 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。 常应用上下料、搬运、点焊和在电路板上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。 1、按机器人手部在空间的运动方式分： （2）连续轨迹控制方式——CP 连续轨迹控制又称为CP控制，其特点是连续的控制机器人手部在作业空间中的位姿，要求其严格的按照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轨迹跟踪精度及平稳性。 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。 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。 2、按机器人控制是否带反馈分： （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制方式。 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序，在控制过程中没有反馈信号，不能对机器人的作业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、维护简单的优点。2、按机器人控制是否带反馈分： （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方式。 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、加速度等运动参数，并反馈到驱动单元构成闭环伺服控制。 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。 机器人控制功能1、示教再现功能 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，机器人控制系统的记忆装置就将所教的操作过程自动地记录在存储器中。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操作过程，由此机器人即可完成要求的作业任务。 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。 机器人控制功能2、运动控制功能 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业的要求进行动作，最终完成给定的作业任务。 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，其精度取决于示教人员的熟练程度。而在运动控制中，机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。示教再现控制作业任务记忆关节产生运动关节运动参数示教手的运动控制系统再现关节产生运动驱动装置驱动反馈控制过程： 示教人员将机器人作业任务中要求手的运动预先教给机器人，在示教的过程中，机器人控制系统就将关节运动状态参数记忆存储在存储器中。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，驱动关节运动，使机器人再现示教过的手的运动，由此完成要求的作业任务。 示教方式 机器人示教的方式种类繁多，总的可以分为集中示教方式和分离示教方式。 1、集中示教方式 将机器人手部在空间的位姿、速度、动作顺序等参数同时进行示教的方式，示教一次即可生成关节运动的伺服指令。2、分离示教方式 将机器人手部在空间的位姿、速度、动作顺序等参数分开单独进行示教的方式，一般需要示教多次才可生成关节运动的伺服指令，但其效果要好于集中示教方式。 示教方式 当对用点位（PTP）控制的点焊、搬运机器人进行示教时，可以分开编制程序，且能进行编辑、修改等工作，但是机器人手部在作曲线运动而且位置精度要求较高时，示教点数就会较多，示教时间就会拉长，且在每一个示教点处都要停止和启动，因此就很难进行速度的控制。 示教方式 当对用连续轨迹（CP）控制的弧焊、喷漆机器人进行示教时，示教操作一旦开始就不能中途停止，必须不中断的连续进行到底，且在示教途中很难进行局部的修改。示教时，可以是手把手示教，也可通过示教盒示教。示教存储器保 存检测转换变换装置控制系统传感装置关节产生运动记忆过程 在示教的过程中，机器人关节运动状态的变化被传感器检测到，经过转换