首页 理论教育 运动控制技术:理解与应用优化

运动控制技术:理解与应用优化

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:工业机器人整个最核心的价值体现就是运动控制,其控制系统在机器人体内的地位相当于大脑在人类体内的地位,其控制系统的好坏可以直接决定机器人的性能和功能。工业机器人控制系统的开放性是必须的,其原因如下:是出于机器人技术发展趋势及发展方向。现阶段在工业机器人控制系统领域,探讨和研究的重点是可行的控制系统开放式结构,使得控制系统的开放程度在现有计算机技术及信息技术发展成果的基础上,进一步提升。

运动控制技术:理解与应用优化

工业机器人整个最核心的价值体现就是运动控制,其控制系统在机器人体内的地位相当于大脑在人类体内的地位,其控制系统的好坏可以直接决定机器人的性能和功能。运动控制技术发展至今,其关键技术主要包括有开放性模块化的控制系统体系结构、机器人的故障诊断和安全维护技术、模块化层次化的控制器软件系统和网络化机器人控制器技术等。

运动控制方面的主要技术就是开放性模块化的控制系统体系结构,该结构采用了分布式的CPU计算机结构,大致分为运动控制器、机器人控制器、光电隔离I/O控制板、编程式教盒和传感器处理板等。其中的机器人控制器通过计算机可以进行相关的运动规划、编程式教盒可以完成相关信息的显示和按键的输入等工作,插补和位置伺服及主控逻辑、数字I/O和传感器处理等,从上述信息,我们可以看到工业机器人运动控制在工业生产中是尤为重要的。

在研究领域,还没有一个针对工业机器人控制系统开放性的权威公认的定义。对于开放性,IEEE曾经做出过这样的定义表述,在不同平台之间,系统在应用的时候能够自由地进行移植,而且能够与其他系统实现相互交互,为用户提供的交互方式是一致的。对于开放性系统,库卡机器人集团创始人也曾经进行过定义。开放性系统,计算机和操作系统运行环境是商业化的标准,同时计算机和操作系统硬件及软件接口具有开放性,而且计算机与操作系统的控制器也应当具备开放式的结构,呈现出标准化模块化的特征。也就是说,用户在使用过程当中,对机器人仅需通过简单的指令就能够进行操作。与此同时,在工序发生变化的情况下,对于系统也能够以最小的代价最短的时间进行修改,通过这种修改,能够对新的需求予以满足。

在与机器人有关的研究课题当中,控制系统一直以来是一个非常热门的研究课题。近年来,对于机器人的研究主要聚焦于其自身技术及功能。随着在工业生产过程中,机器人应用的广泛性不断增强,对于工业生产系统而言,机器人已经成了一个非常重要的标准部件,将生产线上的各种设备的控制系统通过互联网或者工业总线进行有效的连接。对于现在生产装备而言,形成一个具有综合性全面性的控制系统,成为了一种重要的发展趋势。这对于整个控制系统信息数据的流通传递共享起到了显著的作用。但是,现代工业生产过程中,由不同厂家的设备组成生产设备,当前要将大部分设备综合在一起,形成一个综合全面的自动化的系统存在着比较大的困难。因此,在当前的工业生产过程中,设备的开放性是一个备受关注的话题。除了受自身技术发展影响之外,工业机器人控制系统的开放性还受其他因素的影响制约。整体上来看,主要有两个因素会影响到其开放性。

(1)开放的自动化设备。控制器在工业生产系统当中,会给用户生产者诸多好处,包括可扩展、可联网和可移植等。

(2)控制系统开放程度增强的可行性随着当前计算机互联网技术商品化水平的提升而不断增强。

迄今为止,针对所谓机器人控制系统的开放性还没有形成一个明确的具有权威性、统一性的定义。整体上来看,开放式主要体现在可扩展性、互操作性、可移植性和可增减性四个方面。

(1)可扩展性指的就是第三方设备生产者能够增加硬件设备和软件设备,使得功能得到扩充。

(2)互操作性指的就是控制器的核心部分,能够与外界的一个计算机或者多个计算机进行信息的交换。(www.xing528.com)

(3)可移植性指的是在不同的环境下,机器人的应用软件能够相互之间进行移植。

(4)可增减性指的是在实际需求的基础上,机器人系统的性能及功能能够非常便捷化的进行增减。

如果要实现上述特性和要求,那么计算机控制系统的硬件应当是标准化的体系结构具有开放性界面。

工业机器人控制系统的开放性是必须的,其原因如下:

(1)是出于机器人技术发展趋势及发展方向。

(2)是出于工业机器人应用的工业领域自动化发展需求。

不论是从技术实现的可能性角度来看,还是从技术成本角度来看,追求严格意义上的开放性体系结构是没有必要的。目前,在工业生产过程当中,机器人系统的数量不仅非常庞大,而且技术进步速度也是令人瞠目结舌。要制定一个完全的绝对的开放标准,是根本没有办法实现的。现阶段在工业机器人控制系统领域,探讨和研究的重点是可行的控制系统开放式结构,使得控制系统的开放程度在现有计算机技术及信息技术发展成果的基础上,进一步提升。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈