4種工業(yè)機器人控制方式解析

1、點位控制方式(PTP)

這種控制方式只對工業(yè)機器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點上的位姿進行控制。在控制時，只要求工業(yè)機器人能夠快速、準(zhǔn)確地在相鄰各點之間運動，對達到目標(biāo)點的運動軌跡則不作任何規(guī)定。定位精度和運動所需的時間是這種控制方式的兩個主要技術(shù)指標(biāo)。這種控制方式具有實現(xiàn)容易、定位精度要求不高的特點，因此，常被應(yīng)用在上下料、搬運、點焊和在電路板上安插元件等只要求目標(biāo)點處保持末端執(zhí)行器位姿準(zhǔn)確的作業(yè)中。這種方式比較簡單，但是要達到2～3um的定位精度是相當(dāng)困難的。

2、連續(xù)軌跡控制方式(CP)

這種控制方式是對工業(yè)機器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中的位姿進行連續(xù)的控制，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)運動，而且速度可控、軌跡光滑、運動平穩(wěn)，以完成作業(yè)任務(wù)。

3、力(力矩)控制方式

這種控制方式的原理與位置伺服控制原理基本相同，只不過輸入量和反饋量不是位置信號，而是力(力矩)信號，所以該系統(tǒng)中必須有力(力矩)傳感器。有時也利用接近、滑動等傳感功能進行自適應(yīng)式控制。

4、智能控制方式

機器人的智能控制是通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識庫作出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù)，使機器人具有較強的環(huán)境適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)能力。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。也許這種控制方式模式，工業(yè)機器人才真正有點“人工智能”的落地味道，不過也是難控制得好的，除了算法外，也嚴(yán)重依賴于元件的精度。

工業(yè)機器人控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

在控制器體系結(jié)構(gòu)方面，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規(guī)范。在開放式控制器體系結(jié)構(gòu)研究方面，有兩種基本結(jié)構(gòu)，一種是基于硬件層次劃分的結(jié)構(gòu)，該類型結(jié)構(gòu)比較簡單，在日本，體系結(jié)構(gòu)以硬件為基礎(chǔ)來劃分，如三菱重工株式會社將其生產(chǎn)的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結(jié)構(gòu)劃分為五層結(jié)構(gòu)；另一種是基于功能劃分的結(jié)構(gòu)，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控制器體系結(jié)構(gòu)研究和發(fā)展的方向。

工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展情況

過去 30 余年，在人口紅利的推動之下，中國制造業(yè)規(guī)模已擴張到 22%的比例，GDP 以年均約 10%的增速升至位。但單純?nèi)丝诩t利可以推動經(jīng)濟規(guī)?？焖僭鲩L，而無法實現(xiàn)知識體系、技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系的升級，這也是當(dāng)前中國經(jīng)濟增長模式面臨的核心挑戰(zhàn)，也是傳統(tǒng)制造業(yè)在人口紅利逐漸衰竭后急需解決的問題。

自 20 世紀(jì) 60 年代，經(jīng)過近六十年的迅速發(fā)展，隨著對產(chǎn)品加工精度要求的提高以及人力成本的逐漸提升，關(guān)鍵工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步由工業(yè)機器人代替工人操作。另外，由于某些高危、有毒等惡劣的工作環(huán)境也要求由工業(yè)機器人進行替代作業(yè)，工業(yè)機器人的市場需求進一步提升。工業(yè)機器人已逐漸成為現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的重要組成部分及未來發(fā)展趨勢。