如果工業(yè)機(jī)器人只有主體和驅(qū)動(dòng)器，機(jī)械臂是不能正常工作。原因是傳感器輸出的信號(hào)沒(méi)有起作用，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)也得不到驅(qū)動(dòng)電壓和電流，所以機(jī)器人需要有一個(gè)控制器，用硬件坨和軟件組成一個(gè)的控制系統(tǒng)，故控制器有“工業(yè)機(jī)器人大腦”一稱(chēng)，那么今天我們就來(lái)一起了解工業(yè)機(jī)器人的“大腦”：控制系統(tǒng)。
一、什么是機(jī)器人控制系統(tǒng)
機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線(xiàn)操作提示和使用方便等特點(diǎn)。
二、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成
1、控制計(jì)算機(jī)：控制系統(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)。一般為微型機(jī)、微處理器有32位、64位等，如奔騰系列CPU以及其他類(lèi)型CPU。
2、示教盒：示教機(jī)器人的工作軌跡和參數(shù)設(shè)定，以及所有人機(jī)交互操作，擁有自己獨(dú)立的CPU以及存儲(chǔ)單元，與主計(jì)算機(jī)之間以串行通信方式實(shí)現(xiàn)信息交互。
3、操作面板：由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成，只完成基本功能操作。
4、硬盤(pán)和軟盤(pán)存儲(chǔ)存：儲(chǔ)機(jī)器人工作程序的外圍存儲(chǔ)器。
5、數(shù)字和模擬量輸入輸出：各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出。
6、打印機(jī)接口：記錄需要輸出的各種信息。
7、傳感器接口：用于信息的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔順控制，一般為力覺(jué)、觸覺(jué)和視覺(jué)傳感器。
8、軸控制器：完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度控制。
9、輔助設(shè)備控制：用于和機(jī)器人配合的輔助設(shè)備控制，如手爪變位器等。
10、通信接口：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和其他設(shè)備的信息交換，一般有串行接口、并行接口等。
11、網(wǎng)絡(luò)接口
1)Ethernet接口：可通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)臺(tái)或單臺(tái)機(jī)器人的直接PC通信，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mbit/s，可直接在PC上用windows庫(kù)函數(shù)進(jìn)行應(yīng)用程序編程之后，支持TCP/IP通信協(xié)議，通過(guò)Ethernet接口將數(shù)據(jù)及程序裝入各個(gè)機(jī)器人控制器中。
2)Fieldbus接口：支持多種流行的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)規(guī)格，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
三、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)分類(lèi)
1、程序控制系統(tǒng)：給每一個(gè)自由度施加一定規(guī)律的控制作用，機(jī)器人就可實(shí)現(xiàn)要求的空間軌跡。
2、自適應(yīng)控制系統(tǒng)：當(dāng)外界條件變化時(shí)，為保證所要求的品質(zhì)或?yàn)榱穗S著經(jīng)驗(yàn)的積累而自行改善控制品質(zhì)，其過(guò)程是基于操作機(jī)的狀態(tài)和伺服誤差的觀(guān)察，再調(diào)整非線(xiàn)性模型的參數(shù)，一直到誤差消失為止。這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)能隨時(shí)間和條件自動(dòng)改變。
3、人工智能系統(tǒng)：事先無(wú)法編制運(yùn)動(dòng)程序，而是要求在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)所獲得的周?chē)鸂顟B(tài)信息，實(shí)時(shí)確定控制作用。
4、點(diǎn)位式：要求機(jī)器人準(zhǔn)確控制末端執(zhí)行器的位姿，而與路徑無(wú)關(guān)。
5、軌跡式：要求機(jī)器人按示教的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)。
6、控制總線(xiàn)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)控制系統(tǒng)。采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)作為控制系統(tǒng)的控制總線(xiàn)，如VME、MULTI-bus、STD-bus、PC-bus。
7、自定義總線(xiàn)控制系統(tǒng)：由生產(chǎn)廠(chǎng)家自行定義使用的總線(xiàn)作為控制系統(tǒng)總線(xiàn)。
8、編程方式：物理設(shè)置編程系統(tǒng)。由操作者設(shè)置固定的限位開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)起動(dòng)，停車(chē)的程序操作，只能用于簡(jiǎn)單的拾起和放置作業(yè)。
9、在線(xiàn)編程：通過(guò)人的示教來(lái)完成操作信息的記憶過(guò)程編程方式，包括直接示教模擬示教和示教盒示教。
10、離線(xiàn)編程：不對(duì)實(shí)際作業(yè)的機(jī)器人直接示教，而是脫離實(shí)際作業(yè)環(huán)境，示教程序，通過(guò)使用高級(jí)機(jī)器人，編程語(yǔ)言，遠(yuǎn)程式離線(xiàn)生成機(jī)器人作業(yè)軌跡。
四、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)所要達(dá)到的功能
機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分，用于對(duì)操作機(jī)的控制，以完成特定的工作任務(wù)，其基本功能如下：
1、記憶功能：存儲(chǔ)作業(yè)順序、運(yùn)動(dòng)路徑、運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)速度和與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息。
2、示教功能：離線(xiàn)編程，在線(xiàn)示教，間接示教。在線(xiàn)示教包括示教盒和導(dǎo)引示教兩種。
3、與外圍設(shè)備聯(lián)系功能：輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、同步接口。
4、坐標(biāo)設(shè)置功能：有關(guān)節(jié)、絕對(duì)、工具、用戶(hù)自定義四種坐標(biāo)系。
5、人機(jī)接口：示教盒、操作面板、顯示屏。
6、傳感器接口：位置檢測(cè)、視覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等。
7、位置伺服功能：機(jī)器人多軸聯(lián)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、速度和加速度控制、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取?br />
8、故障診斷安全保護(hù)功能：運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護(hù)和故障自診斷。
