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瑞鵬機器人生產的工業機器人控制系統

來源: 時間:2015-09-15 16:17:00 瀏覽次數:

對于工業機器人而言,從控制算法的處理方式來看,可分為串行、并行兩種結構類型。

 對于工業機器人而言,從控制算法的處理方式來看,可分為串行、并行兩種結構類型。


  1.串行處理結構

所謂的串行處理結構是指機器人的控制算法是由串行機來處理的。對于這種類型的控制器,從計算機結構、控制方式來劃分,又可分為以下幾種:


  (1)單CPU結構、集中控制方式

用一臺功能較強的計算機實現全部控制功能。在早期的機器人中就采用這種結構,但控制過程中需要許多計算(如坐標變換),因此這種控制結構速度較慢。


   (2)二級CPU結構、主從式控制方式  

一級CPU為主機,完成系統管理、機器人語言編譯和人機接口功能,同時也利用它的運算能力完成坐標變換、軌跡插補,并定時地把運算結果作為關節運動的增量送到公用內存,供二級CPU讀??;二級CPU完成全部關節位置數字控制。這類系統的兩個CPU總線之間基本沒有聯系,僅通過公用內存交換數據,是一個松耦合的關系,對采用更多的CPU進一步分散功能是很困難的。日本于20 世紀70年代生產的Motoman機器人(5關節,直流電機驅動)的計算機系統就屬于這種主從式結構。



   (3)多CPU結構、分布式控制方式

目前,普遍采用這種上、下位機二級分布式結構,上位機負責整個系統管理以及運動學計算、軌跡規劃等下位機由多CPU組成,每個CPU控制一個關節運動,這些CPU和主控機的聯系是通過總線形式的緊耦合。這種結構的控制器工作速度和控制性能明顯提高。但這些多CPU系統共有的特征都是針對具體問題而采用的功能分布式結構,即每個處理器承擔固定任務。目前世界上大多數商品化機器人控制器都是這種結構。


  上述串行控制系統存在一個共同的弱點:計算負擔重、實時性差。所以,大多采用離線規劃和前饋補償解耦等方法來減輕實時控制中的計算負擔。當工業機器人在運行中受到干擾時其性能將受到影響,更難以保證高速運動中所要求的精度指標。




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