工业机器人控制系统的组成

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六轴工业机器人控制系统的设计与实现

作者：严均 周煌辉

来源：《科技资讯》2019年第33期

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摘; 要：随着工业机器人在工业领域的应用不断拓展，作为工业机器人核心组成部分的控制系统成为研究的热点。该文简要阐述了工业机器人的构造以及控制系统在工业机器人整体设计中的重要性，在现有工业机器人控制系统的基础上，探讨了六轴工业机器人控制系统的设计龙源期刊网

与实现，包括六轴工业机器人控制系统的硬件架构、关节伺服电机与驱动器以及工控机软件系统的设计等。

关键词：工业机器人; 控制系统; 六轴机器人; 控制系统设计

中图分类号：TP242 ; ;文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0078-03

Abstract： With the continuous expansion of industrial robot applications in the industrial

field， the control system as the core component of industrial robot has become a hot research topic.

This paper briefly expounds the construction of industrial robots and the importance of control

systems in the overall design of industrial robots， and discusses the design and implementation of

six-axis industrial robot control systems， including the hardware architecture of six-axis industrial

简述工业机器人的组成及每部分的功能。

工业机器人主要由以下几个部分组成：

1. 机械结构：工业机器人的机械结构是实现机器人运动和操作的基础。它包括臂架、关节、机械手、手爪等组件，可以具备多个自由度。机械结构的主要功能是实现机器人的运动和操作。

2. 控制系统：工业机器人的控制系统是实现机器人工作的核心部分。它包括控制器、编程设备、传感器等组件。控制系统接收操作员或者计算机发出的指令，通过控制器对机械结构进行控制和操作。同时，它还可以根据传感器的反馈信息，实现自适应和反馈控制。

3. 传感器系统：工业机器人的传感器系统主要用于获取周围环境的信息。它可以包括接近传感器、视觉传感器、力传感器等。传感器系统的主要功能是检测和感知周围环境的变化，为机器人的操作和决策提供数据支持。

4. 执行器：工业机器人的执行器是机械结构的驱动装置。它可以包括电机、液压驱动器、气动驱动器等。执行器的主要功能是将控制系统发出的信号转化为机械力或者运动，驱动机械结构进行工作和操作。

综上所述，工业机器人的组成部分主要包括机械结构、控制系统、传感器系统和执行器。这些部分通过协同工作，实现机器人的运动、操作和感知能力，完成各种工业任务。

工业机器人电气控制系统设计分析

摘要：工业机器人主要用于搬运物料，即按照程序要求将特定动作有序完成的一种机械装置。除了搬运物料以及完成动作这两种功能以外，工业机器人还具有图像识别、语音交互等功能，而且开发人员正致力于其他功能的设计。工业机器人由四个部分组成：1.检测系统；2.控制系统；3.驱动系统；4.机械系统。对此，本文围绕工业机器人如何应用电器控制系统这一问题展开了详细论述，以期能够为工业行业创造更高效益。

关键词：工业生产；机器人；电气控制

1 工业机器人的起源

《罗萨姆的万能机器人》这本著作中最先提出了机器人这一名词。二战期间，美国为了开发核武器，设计了遥控机械手，这也是世界上首台工业机器人。早在1954年，乔治.沃尔德相当于可编辑机器人的最先设计者。约瑟夫·英格伯格享有“工业机器人之父”的称号，他在1959年就成为了Unimation公司的董事，主要从事于工业机器人的生产。到1961年，通用汽车公司将工业机器人广泛用于汽车零部件的生产当中。Unimation公司为了扩大工业机器人的推广与应用，通过降低成本价向通用公司出售工业机器人。Unimation

公司于1967年向瑞典出售了工业机器人，这也是工业机器人在欧洲的首次使用。到1969年，Unimation公司又将工业机器人远销到日本。此后，全世界都开始注重工业机器人的研发与推广。纵观工业机器人的发展历程，可知工业机器人在美国的引领下取得了非凡的成就。与其他国家相比，日本和欧洲还是比较超前，只是要晚于美国。

2 工业机器人电气控制系统的功能

2.1搬运 工业机器人的常见动作就是搬运工厂零件或物品。例如，加工机床将工业机器人取代人工作业进行上下料。机器人需在头部安装吸附装置或夹持装置，这样才能搬运物品。一般来说，机器人主要用于夹持气缸，吸附真空吸盘。为了使气缸动作得到控制，机器人的内部控制系统必须保证开关量信号的输出。想要使真空吸盘能够产生吸力，也是如此。机器人在哪个时间段上下料？机床控制系统需将开关量信号发送给机器人控制系统。机器人通过对头部工装进行精准控制，往机床夹具上放零件或将零件取下。机器人控制系统想要实现以上功能，只需通过控制机器人位姿即可。例如，想要在车库内倒入小汽车，必须知道要前进多少，向后退多少，如何控制转向，最后才能将小汽车成功倒入车库。同样，工业机器人只有得到提前示教，才能控制每一步的姿态和位置，然后串联每个示教点，通过程序来控制输出信号。当然，只有控制运动轴，也就是控制电机，才能达到控制运动轨迹目的。

工业机器人的系统组成部分及基本结构

工业机器人是一种使用于工业生产中的自动化机器。它由多个组成部分组成，每个部分都起着重要的作用，以确保机器人的正常运行和高效生产。

工业机器人的基本结构包括机械结构、电气控制系统和程序控制系统。

机械结构是工业机器人的基本框架，通常由臂和手构成。臂部通常由几个可自由移动的关节连接而成，以模拟人类的手臂运动。手部通常包括夹具、工具或感应器等，用于操作和处理物体。机械结构的设计使机器人能够执行精确的运动和操作，满足各种生产需求。

电气控制系统是工业机器人的大脑，负责监控和控制机器人的运动。它包括电机、传感器、执行器和控制器等元件。电机驱动机械结构的运动，传感器监测环境和物体的状态，执行器控制机械结构的执行动作，而控制器则负责协调和控制各个部件的工作。电气控制系统的好坏直接影响机器人的运行效果和精度。

程序控制系统是工业机器人的智能部分，负责控制机器人执行特定的任务。它包括机器人的操作系统、编程界面和算法。操作系统提供机器人的基本功能和用户界面，编程界面使操作员能够以编程的方式控制和指导机器人的动作，而算法则是根据具体任务要求和机器人能力所设计的一系列算法流程。程序控制系统的精确性和稳定性决定了机器人的执行能力和任务完成质量。

除了以上三个基本部分，工业机器人还可以配备其他辅助设备，如视觉系统、定位系统、激光测距系统等，以提高机器人的感知和定位能力。

工业机器人的系统组成部分包括机械结构、电气控制系统和程序控制系统。这些部分相互配合，使机器人能够高效地执行各种任务，提高生产效率和产品质量。