第6章 工业机器人的控制系统
工业机器人技术基础
6.1 工业机器人控制系统的基本组成 2.工业机器人控制系统的组成 （11）网络接口 1）Ethernet接口 可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信，数据传输速率高达 10Mbit/s，可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后，支持 TCP/IP通信协议，通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器 中。 2）Fieldbus接口 支持多种流行的现场总线规格，如Device net、AB Remote I/O、Interbus-s 、profibus-DP、M-NET等。
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 2.工业机器人控制系统的组成 （6）打印机接口 记录需要输出的各种信息。 （7）传感器接口 用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传 感器。 （8）轴控制器 完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 （9）辅助设备控制 用于和机器人配合的辅助设备控制，如手爪变位器等。 （10）通信接口 实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接口等。
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 1.工业机器人控制系统所要达到的功能 （5）人机接口 示教盒、操作面板、显示屏。 （6）传感器接口 位置检测、视觉、触觉、力觉等。 （7）位置伺服功能 机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。 （8）故障诊断安全保护功能 运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6.2 工业机器人控制系统的基本结构 6.2.1 工业机器人控制系统分类 （1）程序控制系统 一个自由度施加一定规律的控制作用，机器人就可实现要求的空间轨迹。 （2）自适应控制系统 界条件变化时，为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善 控制品质，其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察，再调整非线性 模型的参数，一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条 件自动改变。 （3）人工智能系统 无法编制运动程序，而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息， 实时确定控制作用。(驱动方式：参见工业机器人驱动系统。运动方式：参 见工业机器人运动系统)
机箱或者遥控
重 1.3Kg 图形化彩色触摸屏 操纵
杆和急停装置仅 8 个按键
状态显示 LED
自动诊断软件
恢复程序
带时间标记的信息记录
安全停止和紧急停止装置
带监督功能的2 通道安全回路
3 位启动装置
最多 1024 个信号
24V直流或继电器信号
2×0－10V，3×±10V,1×4－
20mA
1×RS232/RS422
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 2.工业机器人控制系统的组成 （1）控制计算机 控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有 32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 （2）示教盒 示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作 ，拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实 现信息交互。 （3）操作面板 由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。 （4）硬盘和软盘存储存 储机器人工作程序的外围存储器。 （5）数字和模拟量输入输出 各种状态和控制命令的输入或输出。
尺寸：625×700×700 重量：
105Kg
尺寸：625×700×700 重量：
145Kg
5-45℃ （41-25℉） 可选﹥45℃
最大95%
IP54
机器规定 98/47/EC 附录IIB
EN60204 ISO10218 EN775
ANSI/RIA 15.06/1999
ANSI/UL1740-1998(可选)
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 2.工业机器人控制系统的组成
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 3.ABB工业机器人控制系统的组成
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 3.ABB工业机器人控制系统的基本参数
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 1.工业机器人控制系统所要达到的功能 （1）记忆功能 存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息 。 （2）示教功能 离线编程，在线示教，间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 （3）与外围设备联系功能 输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 （4）坐标设置功能 有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。
以太网
服务器和 LAN
DeviceNet, Interbus, ProfibusDP,
DeviceNet 网关，Alllen-Bradley
远程I/O, CC_Link.
16进16 出24V DC100mA
最多 6 条通道，上臂预留通信与
信息接口，控制器内预留其他设备空间
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性能 电器连接 物理数据 使用环境
用户界面
机器界面
控制硬件
控制软件
电源电压 控制模块 驱动模块 环境温度 环境相对湿度 保护等级 安全达标等级
控制面板 FLEXPENDANT示教器
维护
安全性
输入和输出 数字 模拟 串行通道 网络通道 2 条 现场总线扫描器
离散型I/O 过程编码器 过程接口
1.
多处理器系统
2.
PCI总线
3.
Pentium CPU
4.
大容量U盘或硬盘
5.
应对断电的能量务份
6.
USB存储接口
1.
目标化数据
2.
高级RAPID机器人语言编程
3.
便携式、开放式、可扩容
4.
PC-DOS文件格式
5.
ROBOTWARE软件产品
6.
预装软件，另有CD-ROM可供安
装
200-600V，50-60Hz
一体化变压器或直接电网连接
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主要内容 6.1 工业机器人控制系统的基本组成（掌握） 6.2 工业机器人控制系统的基本结构（掌握） 6.3 工业机器人常用的控制器（了解）
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6.1 工业机器人控制系统的基本组成 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体 即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。 大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由 度。 驱动系统 包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。 控制系统 是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
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