4種工業(yè)機(jī)器人的控制方式
Date:2021-01-05
1.點(diǎn)位控制模式(PTP)
點(diǎn)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一種位置伺服系統(tǒng),它們的基本結(jié)構(gòu)和組成基本相同,但重點(diǎn)不同,控制的復(fù)雜性也不同。點(diǎn)位控制系統(tǒng)一般包括最終的機(jī)械執(zhí)行器、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、功率元件、控制器、位置測(cè)量裝置等,機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完成功能要求的動(dòng)作部件,如焊接機(jī)器人的機(jī)械手、數(shù)控加工機(jī)床的工作臺(tái)等。廣義上,執(zhí)行器還包括導(dǎo)軌等運(yùn)動(dòng)支撐部件,對(duì)定位精度起著關(guān)鍵作用。
這種控制方法只控制工業(yè)機(jī)器人終端執(zhí)行器在工作空間中某些指定離散點(diǎn)的位置和姿態(tài)。在控制中,只要求工業(yè)機(jī)器人在相鄰點(diǎn)之間快速、準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng),而不要求目標(biāo)點(diǎn)的軌跡到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。定位精度和運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間是該控制方法的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。該控制方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、定位精度低的特點(diǎn)。因此,它常用于電路板上元件的裝卸、裝卸、點(diǎn)焊和放置,只要求終端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)在目標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)確。該方法相對(duì)簡(jiǎn)單,但很難達(dá)到2~3μm的定位精度。
2.連續(xù)軌跡控制方式
這種控制方法是連續(xù)控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在工作空間中的位置和姿態(tài),要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),且速度可控,軌跡平滑,運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,以完成操作任務(wù)。其中,軌跡精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性是兩個(gè)最重要的指標(biāo)。
工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地運(yùn)動(dòng),工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器可以形成連續(xù)的軌跡。這種控制方法的主要技術(shù)指標(biāo)是工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的軌跡跟蹤精度和穩(wěn)定性,通常用于弧焊、噴漆、脫毛和檢測(cè)機(jī)器人。
3.力控制模式
當(dāng)機(jī)器人完成一些與環(huán)境有關(guān)的任務(wù),如磨削和裝配時(shí),簡(jiǎn)單的位置控制會(huì)導(dǎo)致位置誤差過(guò)大,對(duì)零件或機(jī)器人造成傷害。當(dāng)機(jī)器人在這種受運(yùn)動(dòng)限制的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí),往往需要結(jié)合能力控制才能使用,此時(shí)它們必須使用(扭矩)伺服模式。這種控制方法的原理與位置伺服控制基本相同,只是輸入和反饋不是位置信號(hào),而是力(力矩)信號(hào),因此系統(tǒng)必須有一個(gè)強(qiáng)大的轉(zhuǎn)矩傳感器。有時(shí),自適應(yīng)控制也是利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行的。
4.智能控制方式
機(jī)器人的智能控制是通過(guò)傳感器獲取周圍環(huán)境的知識(shí),并根據(jù)自身的內(nèi)部知識(shí)庫(kù)做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù),使機(jī)器人具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和自學(xué)習(xí)能力。智能控制技術(shù)的發(fā)展依賴于人工智能的迅速發(fā)展,如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等。也許這種控制方式,工業(yè)機(jī)器人真的有"人工智能"著陸的味道,也是最難控制的,除了算法之外,還嚴(yán)重依賴于部件的精度。
點(diǎn)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一種位置伺服系統(tǒng),它們的基本結(jié)構(gòu)和組成基本相同,但重點(diǎn)不同,控制的復(fù)雜性也不同。點(diǎn)位控制系統(tǒng)一般包括最終的機(jī)械執(zhí)行器、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、功率元件、控制器、位置測(cè)量裝置等,機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完成功能要求的動(dòng)作部件,如焊接機(jī)器人的機(jī)械手、數(shù)控加工機(jī)床的工作臺(tái)等。廣義上,執(zhí)行器還包括導(dǎo)軌等運(yùn)動(dòng)支撐部件,對(duì)定位精度起著關(guān)鍵作用。
這種控制方法只控制工業(yè)機(jī)器人終端執(zhí)行器在工作空間中某些指定離散點(diǎn)的位置和姿態(tài)。在控制中,只要求工業(yè)機(jī)器人在相鄰點(diǎn)之間快速、準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng),而不要求目標(biāo)點(diǎn)的軌跡到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。定位精度和運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間是該控制方法的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。該控制方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、定位精度低的特點(diǎn)。因此,它常用于電路板上元件的裝卸、裝卸、點(diǎn)焊和放置,只要求終端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)在目標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)確。該方法相對(duì)簡(jiǎn)單,但很難達(dá)到2~3μm的定位精度。
2.連續(xù)軌跡控制方式
這種控制方法是連續(xù)控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在工作空間中的位置和姿態(tài),要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),且速度可控,軌跡平滑,運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,以完成操作任務(wù)。其中,軌跡精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性是兩個(gè)最重要的指標(biāo)。
工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地運(yùn)動(dòng),工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器可以形成連續(xù)的軌跡。這種控制方法的主要技術(shù)指標(biāo)是工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的軌跡跟蹤精度和穩(wěn)定性,通常用于弧焊、噴漆、脫毛和檢測(cè)機(jī)器人。
3.力控制模式
當(dāng)機(jī)器人完成一些與環(huán)境有關(guān)的任務(wù),如磨削和裝配時(shí),簡(jiǎn)單的位置控制會(huì)導(dǎo)致位置誤差過(guò)大,對(duì)零件或機(jī)器人造成傷害。當(dāng)機(jī)器人在這種受運(yùn)動(dòng)限制的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí),往往需要結(jié)合能力控制才能使用,此時(shí)它們必須使用(扭矩)伺服模式。這種控制方法的原理與位置伺服控制基本相同,只是輸入和反饋不是位置信號(hào),而是力(力矩)信號(hào),因此系統(tǒng)必須有一個(gè)強(qiáng)大的轉(zhuǎn)矩傳感器。有時(shí),自適應(yīng)控制也是利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行的。
4.智能控制方式
機(jī)器人的智能控制是通過(guò)傳感器獲取周圍環(huán)境的知識(shí),并根據(jù)自身的內(nèi)部知識(shí)庫(kù)做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù),使機(jī)器人具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和自學(xué)習(xí)能力。智能控制技術(shù)的發(fā)展依賴于人工智能的迅速發(fā)展,如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等。也許這種控制方式,工業(yè)機(jī)器人真的有"人工智能"著陸的味道,也是最難控制的,除了算法之外,還嚴(yán)重依賴于部件的精度。