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目前,工業機器人是市場上應用最廣泛的機器人,也是比較成熟、完美的機器人。工業機器人可以被廣泛使用,因為它們有多種控制方法。根據不同的任務,主要可以分為四種控制方法:點控制法、連續軌跡控制法、力(力矩)控制法和智能控制法。以下細節說明了這些控制方法的功能點。
1.點控制方法(PTP)
這種控制方法僅控制工業機器人末端執行器在工作空間中某些特定離散點的姿態。在控制過程中,只需要工業機器人在相鄰點之間快速準確地移動,并且沒有到達目標點的運動軌跡的規定。定位精度和運動所需時間是這種控制方法的兩個主要技術指標。該控制方法具有易于實現、定位精度要求低的特點。因此,它通常用于裝載和卸載、搬運、點焊和在電路板上插入元件以及其他只需要末端執行器在目標點的精確位置和姿態的操作。這種方法相對簡單,但很難達到2~3um的定位精度。
2.連續軌跡控制
這種控制方法是連續控制工業機器人末端執行器在工作空間中的位置和姿態,要求它嚴格按照預定的軌跡和速度在一定的精度范圍內運動,速度可控,軌跡平滑,運動平穩,完成任務。工業機器人的各個關節連續同步運動,末端執行器可以形成連續的軌跡。該控制方法的主要技術指標是工業機器人末端執行器姿態的軌跡跟蹤精度和穩定性。通常電弧焊、噴漆、去毛刺和檢驗作業機器人都采用這種控制方法。
3.力(扭矩)控制模式
組裝、抓取和放置物體時,除了精確定位之外,還要求所用的力或扭矩必須合適,然后必須使用(扭矩)伺服模式。這種控制模式的原理與位置伺服控制基本相同,只是輸入量和反饋量不是位置信號,而是力(扭矩)信號,因此系統必須使用強大的(扭矩)傳感器。有時自適應控制也是通過使用諸如接近度和滑動等傳感功能來實現的。
4.智能控制模式
機器人的智能控制是通過傳感器獲取周圍環境的知識,并根據其內部知識庫做出相應的決策。采用智能控制技術,機器人具有很強的環境適應性和自學習能力。智能控制技術的發展有賴于近年來人工智能如人工神經網絡、遺傳算法、遺傳算法和專家系統的快速發展。也許這種控制模式,工業機器人確實有點“人工智能”的著陸味道,但也是最難控制好的,除了算法,還很大程度上取決于組件的精度。
從控制的性質來看,目前工業機器人在大多數情況下仍處于較低水平的空間定位控制階段。它們沒有太多的智能內容,可以說只是一只相對靈活的機械臂,離“人類”還有很長的路要走。