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AI人工智能|工业机器人基础知识大全，看完秒懂！( 九 )


它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波 ， 引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动 。这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别 ， 在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性 。
谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点 ， 和普通减速器相比 ， 由于使用的材料要少50% ， 其体积及重量至少减少1/3 。所以谐波减速机主用于小型机器人 ， 特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高 ， 单级传动比大 。一般用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴 。
谐波减速器分解图
控制系统机器人控制系统是机器人的大脑 ， 是决定机器人功用和功能的主要要素 。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和实行机构收回指令信号 ， 并进行控制 。下面文章主要介绍机器人控制系统 。
1、机器人的控制系统
“控制”的目的是指被控对象会按照者所期望的方式产生行为 。“控制”的基本条件是了解被控对象的特性 。
“实质”是对驱动器输出力矩的控制 。
机器人的控制系统
2、机器人的基本工作原理
工作原理是示教再现；示教也称导引示教 ， 既是人工导引机器人 ， 一步步按实际需求动作流程操作一遍 ， 机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的姿态、位置、工艺参数、运动参数等 ， 并自动生成一个连续执行的程序 。完成示教后 ， 只需要给机器人一个启动命令 ， 机器人将会地自动按照示教好的动作 ， 完成全部流程 。
3、机器人控制的分类
1）按照有无反馈分为：开环控制、闭环控制、
开环精确控制的条件：精确地知道被控对象的模型 ， 并且这一模型在控制过程中保持不变 。
2）按照期望控制量分为：力控制、位置控制、混合控制这三种 。
位置控制分为：单关节位置控制（位置反馈 ， 位置速度反馈 ， 位置速度加速度反馈）、多关节位置控制
多关节位置控制分为分解运动控制、集中控制力控制分为：直接力控制、阻抗控制、力位混合控制
3）智能化的控制方式
模糊控制、自适应控制、最优控制、神经网络控制、模糊神经网络控制 、专家控制
4、控制系统硬件配置及结构 .电气硬件 .软件架构
由于机器人的控制过程中涉及大量的坐标变换和插补运算以及较低层的实时控制 。所以 ， 目前市面上机器人控制系统在结构上大部分采用分层结构的微型计算机控制系统 ， 通常采用的是两级计算机伺服控制系统 。
1）具体流程：
主控计算机接到工作人员输入的作业指令后 ， 首先分析解释指令 ， 确定手的运动参数 。然后进行运动学、动力学和插补运算 ， 最后得出机器人各个关节的协调运动参数 。
这些参数经过通信线路输出到伺服控制级 ， 作为各个关节伺服控制系统的给定信号 。关节上的伺服驱动器将此信号D/A转换后驱动各个关节产生协调运动 。
传感器将各个关节的运动输出信号反馈回伺服控制级计算机形成局部闭环控制 ， 达到精确的控制机器人在空间的运动 。
2）基于PLC的运动控制 两种控制方式：
①利用PLC的输出端口使用脉冲指令来产生脉冲驱动电机 ， 同时使用通用I/O或者计数零部件来实现伺服电机的闭环位置控制
②使用PLC外部扩展的位置控制模块来实现电机的闭环位置控制 ， 这种方式主要是以发高速脉冲控制 ， 属于位置控制方式 ， 位置控制一般都是点到点的位置控制方式较多 。
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机器人重要参数
机器人的技术参数反映了机器人可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况 ， 是设计、应用机器人必须考虑的问题 。机器人的主要技术参数有自由度、分辨率、工作空间、工作速度、工作载荷等 。
1、自由度
是指机器人具有的独立运动的坐标轴数量 。
机器人的自由度是指确定机器人手部在空间的位置和姿态时所需要的独立运动参数的数量 。机器人的自由度数一般等于关节数量 。


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