一、工业机器人操控体系所要到达的功用
机器人操控体系是机器人的重要组成部分，用于对操作机的操控，以完结特定的作业使命，其基本功用如下：
1、回忆功用：存储作业次序、运动途径、运动方法、运动速度和与出产工艺有关的信息。
2、示教功用：离线编程，在线示教，直接示教。在线示教包含示教盒和扶引示教两种。
3、与外围设备联络功用：输入和输出接口、通讯接口、网络接口、同步接口。
4、坐标设置功用：有关节、肯定、东西、用户自界说四种坐标系。
5、人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。
6、传感器接口：方位检测、视觉、触觉、力觉等。
7、方位伺服功用：机器人多轴联动、运动操控、速度和加速度操控、动态补偿等。
8、毛病确诊安全维护功用：运行时体系状况监督、毛病状况下的安全维护和毛病自确诊。
二、工业机器人操控体系的组成
1、操控核算机：操控体系的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等 如飞跃系列CPU以及其他类型CPU。
2、示教盒：示教机器人的作业轨道和参数设定，以及一切人机交互操作，具有自己独立的CPU以及存储单元，与主核算机之间以串行通讯方法完结信息交互。
3、操作面板：由各种操作按键、状况指示灯构成，只完结基本功用操作。
4、硬盘和软盘存贮存：储机器人作业程序的外围存储器。
5、数字和模仿量输入输出：各种状况和操控指令的输入或输出。
6、打印机接口：记载需求输出的各种信息。
7、传感器接口：用于信息的主动检测，完结机器人和婉操控，一般为力觉、触觉和视觉传感器。
8、轴操控器：完结机器人各关节方位、速度和加速度操控。
9、辅佐设备操控：用于和机器人合作的辅佐设备操控，如手爪变位器等。
10、通讯接口：完结机器人和其他设备的信息交流，一般有串行接口、并行接口等。
11、网络接口
1）Ethernet接口：可经过以太网完结数台或单台机器人的直接PC通讯，数据传输速率高达10Mbit/s，可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后，支撑TCP/IP通讯协议，经过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人操控器中。
2）Fieldbus接口：支撑多种盛行的现场总线规范，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
三、工业机器人操控体系分类
1、程序操控体系：给每一个自由度施加必定规则的操控效果，机器人就可完结要求的空间轨道。
2、自适应操控体系：当外界条件变化时，为确保所要求的质量或为了跟着经历的堆集而自行改进操控质量，其进程是依据操作机的状况和伺服差错的调查，再调整非线性模型的参数，一直到差错消失停止。这种体系的结构和参数能随时刻和条件主动改动。
3、人工智能体系：事前无法编制运动程序，而是要求在运动进程中依据所取得的周围状况信息，实时确认操控效果。
4、点位式：要求机器人准确操控结尾履行器的位姿，而与途径无关。?
5、轨道式：要求机器人按示教的轨道和速度运动。
6、操控总线：国际规范总线操控体系。选用国际规范总线作为操控体系的操控总线，如VME、MULTI-bus、STD-bus、PC-bus。
7、自界说总线操控体系：由出产厂家自行界说运用的总线作为操控体系总线。
8、编程方法：物理设置编程体系。由操作者设置固定的限位开关，完结起动，泊车的程序操作，只能用于简略的捡起和放置作业。
9、在线编程：经过人的示教来完结操作信息的回忆进程编程方法，包含直接示教模仿示教和示教盒示教。
10、离线编程：不对实践作业的机器人直接示教，而是脱离实践作业环境，示教程序，经过运用高档机器人，编程言语，远程式离线生成机器人作业轨道。
四、机器人操控体系结构
机器人操控体系按其操控方法可分为三类。
1）会集操控体系（CentralizedControlSystem）：用一台核算机完结悉数操控功用，结构简略，本钱低，但实时性差，难以扩展，在前期的机器人中常选用这种结构，其构成框图，如图2所示。依据PC的会集操控体系里，充分利用了PC资源敞开性的特色，能够完结很好的敞开性：多种操控卡，传感器设备等都能够经过规范PCI插槽或经过规范串口、并口集成到操控体系中。会集式操控体系的长处是：硬件本钱较低，便于信息的收集和剖析，易于完结体系的最优操控，整体性与和谐性较好，依据PC的体系硬件扩展较为便利。其缺陷也清楚明了：体系操控缺少灵活性，操控风险简单会集，一旦呈现毛病，其影响面广，后果严重；因为工业机器人的实时性要求很高，当体系进行很多数据核算，会下降体系实时性，体系对多使命的呼应才能也会与体系的实时性相抵触；此外，体系连线杂乱，会下降体系的可靠性。
2）主从操控体系：选用主、从两级处理器完结体系的悉数操控功用。主CPU完结办理、坐标改换、轨道生成和体系自确诊等：从CPU完结一切关节的动作操控。其构成框图，如图3所示。主从操控方法体系实时性较好，适于高精度、高速度操控，但其体系扩展性较差，修理困难。
3）涣散操控体系（DistributeControlSystem）：按体系的性质和方法将体系操控分红几个模块，每一个模块各有不同的操控使命和操控战略，各方式之间能够是主从联系，也能够是相等联系。这种方法实时性好，易于完结高速、高精度操控，易于扩展，可完结智能操控，是现在盛行的方法，其操控框图如图4所示。其主要思维是“涣散操控，会集办理”，即体系对其总体目标和使命能够进行概括协谐和分配，并经过子体系的和谐作业来完结操控使命，整个体系在功用、逻辑和物理等方面都是涣散的，所以DCS体系又称为集散操控体系或涣散操控体系。这种结构中，子体系是由操控器和不同被控目标或设备构成的，各个子体系之间经过网络等彼此通讯。散布式操控结构供给了一个敞开、实时、准确的机器人操控体系。散布式体系中常选用两级操控方法。
两级散布式操控体系?一般由上位机、下为机和网络组成。上位机能够进行不同的轨道规划和操控算法，下位机进行插补细分、操控优化等的研讨和完结。上位机和下位机经过通讯总线彼此和谐作业，这儿的通讯总线能够是RS-232、RS-485、EEE-488以及USB总线等方式。现在，以太网和现场总线技能的发展为机器人供给了更快速、安稳、有用的通讯服务。尤其是现场总线，它应用于出产现场、在微机化丈量操控设备之间完结双向多结点数字通讯，然后形成了新式的网络集成式全散布操控体系—现场总线操控体系 FCS（FiledbusControlSystem）。在工厂出产网络中，将能够经过现场总线衔接的设备统称为“现场设备/外表”。从体系论的视点来说，工业机器人作为工厂的出产设备之一，也能够概括为现场设备。在机器人体系中引进现场总线技能后，更有利于机器人在工业出产环境中的集成。
散布式操控体系的长处在于：体系灵活性好，操控体系的风险性下降，选用多处理器的涣散操控，有利于体系功用的并行履行，进步体系的处理功率，缩短呼应时刻。
关于具有多自由度的工业机器人而言，会集操控对各个操控轴之间的藕合联系处理得很好，能够很简略的进行补偿。可是，当轴的数量增加到使操控算法变得很杂乱时，其操控功能会恶化。并且，当体系中轴的数量或操控算法变得很杂乱时，可能会导致体系的从头规划。与之比较，散布式结构的每一个运动轴都由一个操控器处理，这意味着，体系有较少的轴间祸合和较高的体系重构性。
