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中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)因?yàn)槿狈?chuàng)新能力而飽受詬病，減速機(jī)、控制器、伺服系統(tǒng)更是制約著國產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展的重大短板，目前我國也在加大這些方面的研發(fā)力度，與國外先進(jìn)的同類廠家相比，仍有不小的差距。作為機(jī)器人的大腦-控制系統(tǒng)側(cè)是整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心部份，如何設(shè)計(jì)好一個(gè)控制系統(tǒng)是機(jī)器人產(chǎn)品成功的關(guān)鍵。

隨著信息技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，以及機(jī)器人應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，機(jī)器人控制技術(shù)正朝著智能化的方向發(fā)展，出現(xiàn)了離線編程、任務(wù)級(jí)語言、多傳感器信息融合、智能行為控制等新技術(shù)。機(jī)器人控制系統(tǒng)將向著基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化。

機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要組成

工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)組成形式主要決定了系統(tǒng)中各部件的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)的傳輸、處理?？刂葡到y(tǒng)組成形式是機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)的具體化、實(shí)例化。目前，市場上的機(jī)器人控制系統(tǒng)基本是計(jì)算機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制單元組成，計(jì)算機(jī)部份通常是工控主板或者是嵌入式主板和PLC控制器，而運(yùn)動(dòng)控制部份多數(shù)是直接用運(yùn)動(dòng)控制卡或者直接運(yùn)動(dòng)控制器來實(shí)現(xiàn)，基于PC的控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人開放式控制系統(tǒng)開發(fā)的主要方向。

機(jī)器人系統(tǒng)大致可以分為三種類型，其中集中控制方式是一種用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全部的控制功能的方法，其結(jié)構(gòu)簡單且成本低，但是實(shí)施性能較差，比較難以擴(kuò)展。另外一種類型從用主從控制方式，主要是用主、從兩級(jí)處理器來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能。其中主CPU用來實(shí)現(xiàn)管理、左邊變換以及軌跡的生成工作和系統(tǒng)的自我診斷功能等。而處于從屬地位的CPU用于實(shí)現(xiàn)所有關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制。這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)在于，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性較好，比較適用于高精度、高速度控制，但是也有其身的缺陷系統(tǒng)的擴(kuò)展性較差而且維修比較困難。各機(jī)器人研究生產(chǎn)企業(yè)也是非常注重這方面的研究，比如OTC焊機(jī)、林肯焊機(jī)等公司對于控制系統(tǒng)的研究投入大量的人力物力財(cái)力。最后一種，分散控制方法，是一種按照系統(tǒng)的性質(zhì)和方法將系統(tǒng)控制分為幾個(gè)模塊，每

一個(gè)模塊各有不同的控制任務(wù)和控制策略。并且各個(gè)模塊之間既處于主從關(guān)系又處于同等地位。這種方法綜合了以上的兩種方式，實(shí)時(shí)性能好而且易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度孔子并且易于擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)智能化控制。像一些國際品牌OTC焊機(jī)、林肯焊機(jī)、松下焊機(jī)品牌等公司所生產(chǎn)的機(jī)器人大多采用這種控制方式。

目前，工業(yè)機(jī)器人多采用計(jì)算機(jī)控制。按控制方式分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。點(diǎn)位控制方式簡單，適用于上下料、點(diǎn)焊、卸運(yùn)等作業(yè)。連續(xù)軌跡控制比較復(fù)雜，常用于焊接、噴漆和檢測的機(jī)器人中。

機(jī)器人控制系統(tǒng)三大功能

(1)伺服控制功能

機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度等的控制。

(2)運(yùn)算功能

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的正運(yùn)算和逆運(yùn)算是其中最基本的部分。對于具有連續(xù)軌跡控制功能的機(jī)器人來說，還需要有直角坐標(biāo)軌跡插補(bǔ)功能和一些必要的函數(shù)運(yùn)算功能。在一些高速度、高精度的機(jī)器人控制系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)往往還要完成機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型和復(fù)雜控制算法等運(yùn)算功能。

(3)系統(tǒng)的管理功能

①方便的人機(jī)交互功能。

②具有對外部環(huán)境(包括作業(yè)條件)的檢測和感覺功能。

⑤系統(tǒng)的監(jiān)控與故障診斷功能。

在本次由OFweek主辦的，OFweek機(jī)器人網(wǎng)承辦的“OFweek 2015 中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高峰論壇”將于3月31日在深圳會(huì)展中心舉辦，針對機(jī)器人行業(yè)人士比較重視的機(jī)器人控制系統(tǒng)的開發(fā)問題，來自深圳大學(xué)的深圳電磁控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳大學(xué)自動(dòng)化研究所的曹廣忠教授將從“機(jī)器人設(shè)計(jì)的總體考慮”、“機(jī)器人控制技術(shù)”、“機(jī)器人控制器的快速開發(fā)方法”等幾個(gè)方面闡述機(jī)器人控制系統(tǒng)的開發(fā)方法和開發(fā)流程和應(yīng)該注意的問題。