| 标题 | 论工业机器人控制系统与结构 |
| 范文 | 李豪 摘要：伴随着我国人工智能领域的不断发展，现阶段工业机器人开始应用于各个领域中，极大程度上提高了工作的效率和质量。尤其是在面对一些危险行业和危险操作时，工业机器人的应用能够更有效地减少工作风险和人工成本。因此，进一步提高工业机器人的应用质量，本文主要针对工业机器人的内部结构分析;工业机器人的控制系统分类;工业机器人控制系统主要特点两点内容，从多个角度出发，提出具体的可行性方法，为后续的工作展开提供有效的借鉴和参考。 关键词：工业机器人;控制系统;结构分析 中图分类号：G4? 文献标识码：A? 文章编号：（2021）-09-165 引言 工业机器人作为工业技术发展的产物，同时具备了智能化属性和自动化属性，能够在独立的状态下完成任务指令和工业操作，并更好地保证工作的效率和质量。过程中，工业机器人的运行主要是在人的操纵下，对预订设置好的工作程序进行执行，从而实现人的执行目标。从目前工业机器人的应用来看，更多表现为汽车制造行业、工业领域，并不断向着医学等高精度领域发展。因此，本文针对问题，探讨工业机器人控制系统与结构。 一、工业机器人的内部结构分析 从工业机器人的内部构成来看，主要包含三个方面。即机器人的主体、机器人的驱动系统以及机器人的控制系统。其中，机器人的主体主要指的是机器人的躯干，包括手臂、脚和其他身体部分等。在主体的作用下，能够使机器人完成行走等行为。目前，大部分工业机器人的运动自由度都会维持在3-6的范围内。而从驱动系统来看，主要包含了传动系统和动力系统等方面。通过驱动系统的运行，能够保证机器人正常的运动能力，并对人们下达的指令进行操作。最后，从控制系统来看，主要是针对机器人的行为、执行系统和动力系统来进行指令的下达，从而引导机器人进行一系列行为操作。 在工业机器人的内部结构分析中，通过对机器人的手臂活动方式分类，可将工业机器人划分为以下四种类型：（1）其一是直角坐标型机器人。直角坐标型机器人的臂部大都会沿着直角坐标的方向来完成运动行为;（2）其二是圆柱坐标型机器人。相对于直角坐標型机器人，圆柱坐标型机器人的手臂则可以执行收缩、升降、反转等命令;（三）其三是球坐标型机器人。球坐标型机器人在手臂上，能够进一步实现旋转、抬升以及伸缩等操作;（4）最后则是关节型机器人。相对于以上几种类型，关节型机器人要具有更好的灵敏度，能够执行更多旋转运动。 除了对机器人的手臂活动方式进行划分，还可以针对机器人的执行运动控制机能进行划分，并分为电位型和连续轨迹型两种。首先，从电位型来看，机器人在操作执行的过程中，能够实现点到点的任务。常见的包括车身的焊接操作、拆卸包装操作、物料的搬运操作等。其次，从连续轨迹型机器人来看，主要是结合预先设定的轨迹来完成任务的操作。常见的包括持续装卸、喷漆等。此外，从控制程度的角度来看，也能够将工业机器人划分为示教输入型和编程输入型。 二、工业机器人的控制系统分类 （一）机器人控制系统结构类型 一般认为，针对控制系统的开发性大小，便能够对工业机器人的控制器进行分化，包括封闭性控制器、开放型控制器以及混合型控制器。首先，从封闭性控制器来看，在其使用中往往难以与其他软件和其他硬件进行融合，从而形成有机提醒。其次，从全开放控制系统来看，这一类系统大都使用了标准化的接口，以及模块化的结构设计。同时，在设计的过程中，所涉及到的每一个零配件，也都来自于不同的厂家。那么在这一基础上，包括软件和硬件在内能够实现更自由的组合，从而构建人机界面、操控算法以及外部传感。最后，从混合型控制系统来看，则体现在同时具有封闭型系统和开放性系统的特点。现如今，我国的工业机器人大大都会选择封闭型系统和混合型系统。 （二）开放式控制系统结构内涵 现如今，伴随着工业机器人的不断发展，针对工业机器人的控制器开放性目前尚为形成一个统一的意见，不同的学者在面对这一问题时，仍会产生较大的理解差异。同时，针对机器人的生产方和使用方，大都会系统通过工业机器人的开放控制系统来获取更大的收益。那么基于这个角度来进行分析，便可以划分为以下几个维度，来评价工业机器人的控制器开放程度。一般认为，在工业机器人运行的过程中，为了保证其控制系统具有更好的维护性，就需要针对功能展开控制。而基于此，工业机器人的控制系统则必须要应用标准型、开放性以及通用性的配置和平台，并不断减少定制性的控制系统，以及专门性的控制系统。同时，在开放的控制系统中，也能够更好地减少工业机器人的维护成本和培训成本。 三、工业机器人控制系统主要特点 一般认为，工业机器人的控制系统主要是基于传统的操控技术来进行发展的。这也表明了控制系统与操控技术间必然会存在很多共性。但是相对于传统的操控技术，控制系统也存在很多新的特点。首先，在工业机器人上设置了更多的关节，并针对每一个环节配备与之对应的伺服操控系统，以及保证不同伺服系统之间具有较好的协作关系，能够实现系统工作，从而实现不同关节下的同时运动。 其次，在工业机器人运行的过程中，大都是借助于手部空间或者是位移来实现任务操作的。而针对运动控制，也会设计到矩阵函数的换算，以及负责坐标的切换计算等。 结束语 综上所述，在工业机器人运行的过程中，其大脑中枢主要指的是控制系统。通过控制系统的应用能够进一步优化机器人的操作功能，提高机器人的操作稳定性，并促使机器人向着智能化的方向发展。我国现阶段的工业机器人控制主要是依托于示教手段来实现的，这也为管理人员的机器人控制提供了更具可行性的辅助支持。但是在这种操控模式下，仍存在一些缺陷，主要表现为较差的通用性和过于复杂和专业的人机交互界面。由此可见，针对工业机器人的应用，还需要立足于以上两点，加速问题处理，切实提高我国工业机器人的发展水平。 参考文献 [1] 龚仲华. 论工业机器人、数控机床和机械手[J]. 机床与液压， 2016， 44（015）：30-32. [2] None. 《工业机器人集成系统与模块化》[J]. 科技创新与品牌， 2019（5）：4-4. [3] 刘克平， 秦悦， 杨宏韬，等. 多轴工业机器人非线性环形耦合补偿同步控制[J]. 机械科学与技术， 2018， 37（006）：910-914. |
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