机器人与自动化技术.

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什么是人工智能机器人?它们如何帮助我们实现自动化和机器人技术?

什么是人工智能机器人?它们如何帮助我们实现自动化和机器人技术?

什么是人工智能机器人?它们如何帮助我们实现自动化和机器人技术?人工智能机器人是一种结合了人工智能技术和机器人技术的机器人,在工程上有着非常广泛的应用,是智能制造时代的创新产物。

人工智能机器人能够自我感知、自我学习、自我决策和自我执行,它们不仅可以执行单一的机器人任务,还能够通过人工智能技术与复杂环境进行交互,完成更高级别的任务。

人工智能机器人可以分为工业机器人、服务机器人、家庭机器人和智能穿戴设备等多个类别。

1、工业机器人工业机器人是应用最广泛的人工智能机器人之一。

工业机器人的任务包括物料搬运、装配、焊接、喷涂、拆卸、质量测量和物流等多个领域。

工业机器人是现代工业自动化的核心,广泛应用于汽车制造、机床加工、半导体生产等领域,具有提高生产效率、降低劳动力成本、提高产品质量等明显的优势。

2、服务机器人服务机器人是一种新兴的人工智能机器人类型,主要用于服务行业,如医疗、酒店和餐饮等领域。

服务机器人具有语音、视觉、语音识别、语义分析等人工智能技术,能够完成人类无法完成或较危险、较为繁琐、重复性较强的任务。

服务机器人的优势在于可以为人类提供更加个性化的服务。

3、家庭机器人随着人工智能技术的发展,家庭机器人正成为现代家庭生活的一部分。

家庭机器人可以帮助人们完成家庭保洁、娱乐、教育、护理等任务。

例如,智能扫地机器人可以自动将家庭地面清洁,智能语音助手能够为用户提供智能家居服务,智能护理机器人能够为患者提供更全面、细致的护理。

4、智能穿戴设备智能穿戴设备是人工智能机器人的一种新技术应用。

智能穿戴设备包括智能手表、智能眼镜、智能鞋、智能背包、智能衣服等多种形式。

智能穿戴设备能够为用户提供身体状态监测、健康保健、运动记录和定位导航等个性化服务。

通过这些智能性产品,人们可以拥有更好的健康保障和生活便利。

人工智能机器人具有广泛的应用范围和非常广泛的利用前景。

人工智能与机器人技术的融合为我们带来了前所未有的机会,推进了自动化和智慧化生产,极大地提高了人们的生产力和生活质量。

机器人的智能化与自动化

机器人的智能化与自动化

机器人的智能化与自动化随着科技的迅猛发展,机器人已经逐渐成为现实生活中不可或缺的一部分。

是机器人技术发展的重要方向,它们的不断进步使得机器人能够更好地为人类服务,解放人们的劳动力,提高生产力。

智能化是指机器人能够具备类似甚至超过人类的智能水平,具备感知、认知、理解、学习、推理等能力。

许多先进的机器人已经可以通过传感器感知到周围的环境,并能够根据感知结果做出相应的反应。

例如,一些清洁机器人能够通过激光导航系统感知到家庭中的障碍物,并能够智能规划清洁路线,以提高清洁效率。

另外,智能机器人还可以通过机器视觉技术来识别物体,并进行抓取和搬运操作,如在工业生产中用于装配产品。

还有一些机器人能够通过语音识别技术与人进行自然语言交互,实现智能对话,如智能助理机器人。

智能化的核心是机器学习和人工智能技术的应用。

机器学习是指机器通过从大量数据中学习并自动识别和应用模式的能力。

人工智能技术则是让机器模拟人类的智能行为和思维过程的技术。

这些技术的应用使得机器人能够从经验中学习,并根据学习的结果做出决策。

例如,一些金融领域的机器人可以通过分析大量的金融数据,学习并预测市场趋势,为投资者提供投资建议。

另外,医疗领域的机器人可以通过学习医学知识和临床案例,帮助医生进行诊断和治疗决策。

自动化是指机器人能够独立地进行任务执行,不需要人工干预。

自动化的核心是机器人的感知和控制系统。

感知系统通过传感器实时获取周围环境的信息,并将信息传输给控制系统。

控制系统根据感知结果进行决策,并通过执行机构实现物理操作。

例如,一个自动化的仓库机器人可以通过摄像头获取货架上物品的信息,然后根据物品的位置和数量进行抓取和搬运操作。

自动化的目标是实现生产过程的高效化和标准化。

机器人在生产线上可以取代繁重、危险、重复性工作,提高生产效率和质量。

例如,汽车工厂中的焊接机器人能够快速、准确地完成焊接任务,与人类相比大大缩短了生产周期。

另外,自动化还可以减少人为因素对生产过程的干扰,提高生产的稳定性和安全性。

机器人与自动化的关系

机器人与自动化的关系

机器人与自动化的关系近年来,机器人和自动化在各行各业都发挥着越来越重要的作用。

机器人技术的快速发展以及自动化系统的广泛应用让许多工作得以自动化执行,提高了生产效率和品质。

本文将探讨机器人与自动化之间的紧密关系以及对未来的影响。

一、机器人在自动化中的应用1. 生产制造领域在生产制造领域,机器人被广泛应用于各个环节,如装配、焊接、包装等。

机器人的高精度和高速度执行能力使得生产线更加稳定和高效,提高了产品品质和生产效率。

2. 物流和仓储机器人在物流和仓储领域的应用也越来越广泛。

无人驾驶车辆可以代替人工搬运货物,自动化仓库系统可以快速准确地完成货物的存储和检索。

机器人的应用大大提高了物流和仓储的效率,并且减少了人力成本。

3. 农业农业机器人的出现让农业生产更加智能化和高效化。

例如,自动化的播种机器人和收割机器人可以替代大量的人工劳动,减轻农民的劳动强度,提高农产品的产量和质量。

二、自动化对机器人发展的推动1. 人工智能和感应技术的进步随着人工智能和感应技术的不断进步,机器人也得到了迅猛的发展。

人工智能技术赋予了机器人学习和自主决策的能力,感应技术让机器人能够感知和适应环境。

这些技术的发展使得机器人在自动化过程中的灵活性和适应性更强。

2. 自动化生产的需求随着生产制造业的转型升级,企业对自动化生产的需求越来越高。

自动化系统可以提高生产效率、减少人工错误和浪费,从而降低成本并提高产品质量。

这些需求的推动促使机器人技术的发展,并使其逐渐成为现代生产制造的核心技术。

三、机器人与自动化的未来发展趋势1. 人机协作随着机器人技术的发展,未来机器人将更多地与人类进行协作工作。

人机协作将实现人与机器人之间的相互合作,使得机器人能够更好地适应复杂多变的工作环境,提高工作效率和质量。

2. 个性化定制随着消费市场的个性化需求增加,机器人将在生产制造领域发挥更大的作用。

机器人可以根据个性化需求进行定制生产,从而实现更灵活、高效的生产模式。

比较机器人与自动化设备的技术

比较机器人与自动化设备的技术

比较机器人与自动化设备的技术随着科技的不断发展,机器人与自动化设备这两者已经成为现代工业生产中非常常见的技术。

在工厂、医院、学校等大大小小的场所,这两种技术都被广泛采用,并且可以说是推动了现代社会的工业化和智能化进程。

然而,虽然机器人与自动化设备都是为了完成同样的目的,但它们之间仍存在着一些区别和不同,这也是本文所要探讨的问题。

一、机器人和自动化设备的概念机器人是一种智能化的机械设备,可以模拟人的工作动作和思维,能够对环境作出反应和适应,并能完成各种复杂的工作任务。

它可以有不同的形态和功能,如工业机器人、服务机器人、医疗机器人等等,在不同领域都具有广泛的应用。

而自动化设备则是一种具有自主推进和执行功能的机械装置或系统。

它可以在无人干预的情况下完成生产、制造、加工等工作过程。

这是因为自动化设备具有自动化控制系统,使得它可以接受指令并自主控制其运动。

二、机器人和自动化设备的优缺点机器人的优点在于,它具有智能化、灵活、精准等特点,可以在不同的环境下完成各种高难度的工作,提高了生产的效率和质量。

机器人还可以协同人类完成工作,使得生产更有效率、更安全。

同时,机器人具有定位和标记等功能,可以大大减少人为的错误和失误。

然而,机器人的缺点也是不可忽视的。

由于机器人需要完成比人类更多的任务,因此对其研发和维修的投入也会比较大。

另外,机器人在一些复杂的环境下,可能会出现“没法做”和“误判什么该怎么做”等问题。

自动化设备的优点在于,它可以自主地完成任务,避免了人类因为疲劳和压力导致的错误和失误。

另外,自动化设备可以始终稳定地工作,大大提高了生产效率和质量,有利于企业的收益和效益。

它还可以减轻人力资源的压力,使得企业可以更聚焦于核心价值创造。

然而,自动化设备的缺点也是存在的。

由于自动化设备没有智能化,因此不能感知环境的变化和适应性不足。

此外,自动化设备的维护也需要一定的技术和人员投入。

三、机器人和自动化设备的应用因为机器人和自动化设备的技术有所不同,所以它们的应用场合也不尽相同。

智能制造中的工业机器人与自动化

智能制造中的工业机器人与自动化

智能制造中的工业机器人与自动化智能制造已成为当前工业领域的热门话题,其中工业机器人和自动化技术是不可或缺的重要组成部分。

随着科技进步和工业界的变革,工业机器人和自动化已经成为一个行业的代名词,它们的应用极大地提高了生产效率、降低了生产成本、改善了产品品质和促进了人机协同合作。

本文将探讨智能制造中的工业机器人和自动化技术及其对未来工业的影响。

一、工业机器人工业机器人是一种能自主、精准地完成一些固定任务的机器人,可以被广泛应用于电子、汽车等工业领域。

工业机器人采用先进的传感器、控制器和执行器等技术,实现高速、精度和灵活性的优化,使其可以在生产线上大幅度提高生产效率,同时减少了部分工作人员的体力消耗。

相比之前的传统生产模式,工业机器人的出现显然大幅减少了人力资源投入,快速地实现了智能制造的转型。

二、自动化自动化技术的应用可以将大部分生产环节实现自动化的控制,包括物料输送、加工制造和质量检查等,构建了一套智能制造体系,并创新性地推进了工业发展的进程。

自动化的三大关键要素是传感器、控制器和执行器,通过相互配合,实现智能化的生产流程控制,实现工业生产自动化一条龙服务。

此外,自动化技术的应用还可以极大地增强了生产成果的一致性和稳定性,从而使产品的质量得到大幅提高。

三、工业机器人与自动化的发展随着科技的不断发展,工业机器人的应用也得到了加强和改进。

针对机器人的控制模式和操作方式不断优化,实现了机器人嵌入生产流程的智能化升级,更好地应对了智能制造和自动化技术的应用。

工业机器人和自动化技术的应用还在持续升级,继续提高了生产效率和生产效果的管理,从而推动了工业技术的提升与发展。

同时,工业机器人和自动化技术在生产环境中的应用迎合了智能化、自动化和高效率的发展方向,代表着智能制造的发展方向。

随着工业机器人市场的快速扩张和发展,生产领域的自动化水平将继续得到大幅提高,从而实现工业生产从传统制造向智能升级的转型,推动智能经济的可持续发展。

机器人和自动化技术的发展和应用

机器人和自动化技术的发展和应用

机器人和自动化技术的发展和应用近年来,随着科技的发展,机器人和自动化技术在各个领域得到广泛的应用。

机器人不仅可以在生产制造等工业领域中发挥重要作用,也可以在医疗、教育、物流等领域中起到重要的作用,已成为研究热点和应用重点。

本文将对机器人和自动化技术的发展和应用进行深入的探讨。

一、机器人和自动化技术的发展历程机器人起源于工业制造,最早出现在20世纪50年代。

起初,机器人主要用于替代人力,以提高生产效率和质量。

而如今,随着科技的不断进步,机器人的应用领域不断扩展,越来越多的机器人被应用到了医疗、教育、农业、交通等领域,成为人们生活中的重要组成部分。

随着机器人的不断发展,自动化技术也得到了广泛的应用。

自动化技术指的是利用计算机和其他技术手段,实现对生产过程中各个环节的控制和管理。

于是,通过大量的控制与异常管理算法的运用,工业生产领域实现了大规模生产,从而大大提高了产品的质量和生产效率。

二、机器人和自动化技术的应用1. 工业制造领域在工业制造领域,机器人和自动化技术的应用可以极大地提高生产效率和质量。

通过对生产过程的自动化控制和管理,可以实现各个环节的高效运转,从而使生产效率得以大幅度提高。

例如,通过电子设备制造中的智能机械臂,可以实现电路板的精准焊接和安装。

同时,机器人可以在生产过程中承担一些危险和高风险的任务,如危险品运输、核原料加工等工作,使人类免除了一些危险和高风险的工作。

2. 医疗领域在医疗领域,机器人可以承担一些需要高度精确度和耐心的操作,例如外科手术。

同时,机器人还可以承担护理和康复等工作。

例如,在康复中心中,可以利用机器人协助患者进行运动治疗,提高康复速度和效果。

此外,机器人还可以承担一些监管和管理工作,例如对病房进行巡视,记录病人的生命体征,提高病人的生活质量。

3. 教育领域在教育领域,机器人可以成为一种新的教育手段。

例如,在小学中使用编程机器人教学,教导学生编写简单的编程代码。

利用这样的教学方法,孩子们可以更好地理解编程思想,从而提高他们的IT技术水平。

机器人技术和自动化的关系

机器人技术和自动化的关系

机器人技术和自动化的关系机器人技术与自动化的密切关系随着科技的不断进步,机器人技术和自动化系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

它们在各个领域,包括制造业、医疗保健、农业、甚至日常生活中,都发挥着重要作用。

本文将探讨机器人技术和自动化之间的紧密关系,以及它们对社会和经济的影响。

一、机器人技术的定义与发展机器人技术是一门跨学科的领域,涵盖了机械工程、电子工程、计算机科学等多个学科。

机器人是能够执行任务的自动化系统,通常具备传感器、执行器和控制系统。

它们可以在无人干预的情况下执行各种任务,从简单的工业生产到复杂的外科手术。

随着时间的推移,机器人技术得到了巨大的发展,不断提高了性能和适用性。

二、自动化系统的概念和应用自动化是一种广泛应用于各个领域的技术,它旨在减少或消除人的干预,从而提高效率和质量。

自动化系统可以包括传感器、控制器和执行器,以监测、分析和执行任务。

这些系统在生产线、交通管理、家庭设备等方面发挥关键作用。

例如,自动化系统可以监测交通流量并调整交通信号,以缓解交通拥堵,同时还可以在工业制造中执行精确的装配任务。

三、机器人技术与自动化的融合机器人技术和自动化系统通常密切相关,因为机器人通常依赖自动化系统来实现其任务。

自动化系统提供了机器人所需的智能和控制,使它们能够感知环境并做出相应的决策。

这种融合使得机器人能够在各种环境中执行任务,从制造业中的物料处理到医疗手术中的精确操作。

四、机器人技术和自动化的应用领域1. 制造业:机器人技术和自动化系统在制造业中广泛应用,可以执行重复性任务,提高生产效率和减少错误。

例如,汽车制造业使用机器人来组装零部件,从而加快生产速度。

2. 医疗保健:机器人技术已经在医疗领域取得了显著进展,用于外科手术、病人监测和药物分发。

自动化系统可以帮助医生进行更准确的手术,减少风险。

3. 农业:自动驾驶拖拉机和机器人收割机已经在农业中得到广泛应用,提高了生产效率。

机器人可以自动巡视农田,监测植物健康并施肥。

自动化技术发展趋势

自动化技术发展趋势

自动化技术发展趋势自动化技术是指利用机械、电子、计算机等科学技术手段,实现对生产、创造、运输、通信等过程的自动化控制和操作。

随着科技的不断进步和社会的不断发展,自动化技术也在不断演进和创新。

本文将从以下几个方面详细介绍自动化技术的发展趋势。

一、智能化随着人工智能技术的迅速发展,自动化技术也朝着智能化方向发展。

传统的自动化系统主要是根据预设的规则和程序进行操作和控制,而智能化自动化系统则能够通过学习和适应,具备自主决策和智能优化的能力。

例如,在工业生产中,智能化自动化系统可以根据实时数据和环境变化进行自动调整和优化,提高生产效率和质量。

二、机器人技术机器人技术是自动化技术的重要组成部份,也是自动化技术发展的热点领域。

随着机器人技术的不断进步,机器人在工业、医疗、农业等领域的应用越来越广泛。

未来的机器人将具备更高的智能化和自主性,能够完成更复杂的任务,与人类实现更密切的合作。

例如,无人驾驶汽车已经成为自动化技术的热门应用之一,它可以通过传感器和人工智能系统实现自主导航和驾驶,提高交通安全和效率。

三、物联网技术物联网技术是将传感器、无线通信和云计算等技术应用于自动化系统中,实现设备之间的互联互通。

物联网技术的发展将进一步推动自动化技术的智能化和自动化水平。

通过物联网技术,各种设备和系统可以实现实时数据的采集、传输和分析,实现设备的远程监控和控制。

例如,在智能家居领域,物联网技术可以实现家电、照明、安防等设备的智能化控制和联动。

四、虚拟现实技术虚拟现实技术是一种通过计算机生成的仿真环境,用户可以通过虚拟现实设备与虚拟环境进行交互。

虚拟现实技术在自动化技术中的应用越来越广泛,例如在工业生产中,虚拟现实技术可以摹拟出生产线的运行情况,匡助工程师进行工艺优化和故障排除。

此外,虚拟现实技术还可以在培训和教育领域中应用,通过虚拟环境进行摹拟和实践,提高学习效果和体验。

五、安全性和隐私保护随着自动化技术的广泛应用,安全性和隐私保护问题也日益凸显。

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机器人与自动化技术“机器人、无处不在的屏幕、语音交互,这些都将改变我们看待‘电脑’的方式。

一旦看、听、阅读能力得到提升,你就可以以新的方式进行交互。

”----比尔•盖茨在某电视节目中,预测未来科技领域的下一件大事时表示:机器人与自动化技术将成为未来发展的一大趋势,可以改变世界!工业机器人的应用,正从汽车工业向一般工业延伸,除了金属加工、食品饮料、塑料橡胶、3C、医药等行业,机器人在风能、太阳能、交通运输、建筑材料、物流甚至废品处理等行业都可以大有作为。

当然,即将“改变世界”的机器人不仅仅具有代替人工的价值,在很多人类无法实现的领域也将出现机器人的身影。

譬如,派送采矿机器人到月球和小行星上采挖稀土矿,将有望成为现实。

而更令比尔•盖茨寄予厚望的是机器人将像“电脑”一样改变人类的生活。

日本早稻田大学研究人员推出一种新型仿人型家务机器人。

它集安全性、可靠性和灵巧性于一身,还具有仿人脸的外观。

在工作时,它将一名男子抱下床,与他聊天并为他准备早餐。

由于拥有和成年女性大小相当的灵巧双臂、双手,这种机器人能够用夹子将面包从面包机中取出,而丝毫不弄碎它。

英国阿伯丁大学启动了一项新的研究计划,在3年内研发出允许机器人与人类进行交谈,甚至讨论具体决定的系统……。

作为先进制造业中不可替代的重要装备,工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。

在机器人市场中,目前80%的市场份额仍由跨国公司占有,其中瑞典ABB、日本发那科FANUC、日本安川yaskawa和德国库卡KUKA四大企业则是市场第一梯队的“四大金刚”。

其它有瑞士史陶比尔Staubli、德国克鲁斯CLOOS、德国百格拉、德国徕斯、德国斯图加特航空航天自动化集团(STUAA)、意太利瀚博士hanbs、意大利柯马COMAU、英国Auto Tech Robotics等。

目前国内生产机器人的企业主要有:中科院沈阳新松机器人自动化股份有限公司、芜湖埃夫特智能装备有限公司、上海新时达机器人有限公司、安川首钢机器人有限公司、哈工大海尔机器人有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、广州数控设备有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司等。

2015年,中国机器人市场需求预计将达35000台,占全球比重16.9%,成为全球规模最大的市场。

一、机器人的系统构成由3大部分6个子系统组成。

3大部分是:机械部分、传感部分、控制部分。

6个子系统是:驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人-机交互系统、控制系统。

1.1、驱动系统要使机器人运行起来,就需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置,这就是驱动系统。

驱动系统可以是液压传动、气动传动、电动传动,或者把它们结合起来应用的综合系统;可以直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接驱动。

1.2、机械结构系统由机身、手臂、末端操作器3大件组成,每一大件都有若干自由度,构成一个多自由度的机械系统。

若机身具有行走机构便构成行走机器人;若机身不具备行走及腰转机构,则构成单机器人臂。

手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。

末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手爪。

1.3、感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,以获取内部和外部环境状态中有意义的信息。

智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。

人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧。

然后,对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。

1.4、机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。

机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工制造单元、装配单元等。

1.5、人-机交互系统人-机交互系统是使操作人员参与机器人控制,与机器人进行联系的装置,例如计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信息报警器等。

1.6、控制系统控制系统的任务,是根据机器人的作业指令程序、以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成的运动和功能。

假如机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。

根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。

根据控制运动的形式可分为点位控制和轨迹控制。

二、机器人控制系统及结构机器人控制系统是机器人的大脑,它根据指令以及传感信息控制机器人来完成一定的动作或作业任务。

控制系统的好坏直接决定了机器人性能的优劣。

2.1、工业机器人控制系统的组成2.1.1、控制计算机:控制系统的调度指挥中心机构。

2.1.2、示教盒:示教机器人的工作轨迹和参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的CPU以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。

2.1.3、操作面板:由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。

2.1.4、硬盘和软盘存储存:储机器人工作程序的外围存储器。

2.1.5、数字和模拟量输入输出:各种状态和控制命令的输入或输出。

2.1.6、打印机接口:记录需要输出的各种信息。

2.1.7、传感器接口:用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。

2.1.8、轴控制器:完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。

2.1.9、辅助设备控制:用于和机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。

2.1.10、通信接口:实现机器人和其他设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。

2.1.11、网络接口1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信,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,支持TCP/IP 通信协议,通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。

2)Fieldbus接口:支持多种流行的现场总线规格,如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。

2.2、机器人控制系统所要达到的功能2.2.1、记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。

2.2.2、示教功能:离线编程,在线示教,间接示教。

在线示教包括示教盒和导引示教两种。

2.2.3、与外围设备联系功能:输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。

2.2.4、坐标设置功能:有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。

2.2.5、人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。

2.2.6、传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。

2.2.7、位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。

2.2.8、故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。

三、机器人控制系统的分类3.3.1、程序控制系统:给每一个自由度施加一定规律的控制作用,机器人就可实现要求的空间轨迹。

3.3.2、自适应控制系统:当外界条件变化时,为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质,其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察,再调整非线性模型的参数,一直到误差消失为止。

这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。

3.3.3、人工智能系统:事先无法编制运动程序,而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息,实时确定控制作用。

3.3.4、点位式:要求机器人准确控制末端执行器的位姿,而与路径无关。

3.3.5、轨迹式:要求机器人按示教的轨迹和速度运动。

3.3.6、控制总线:国际标准总线控制系统。

采用国际标准总线作为控制系统的控制总线,如VME、MULTI-bus、STD-bus、PC-bus。

3.3.7、自定义总线控制系统:由生产厂家自行定义使用的总线作为控制系统总线。

3.3.8、编程方式:物理设置编程系统。

由操作者设置固定的限位开关,实现起动,停车的程序操作,只能用于简单的拾起和放置作业。

3.3.9、在线编程:通过人的示教来完成操作信息的记忆过程编程方式,包括直接示教模拟示教和示教盒示教。

3.3.10、离线编程:不对实际作业的机器人直接示教,而是脱离实际作业环境,示教程序,通过使用高级机器人,编程语言,远程式离线生成机器人的作业轨迹。

四、机器人控制系统结构机器人控制系统按其控制方式可分为三类。

4.1、集中控制系统CCS(Centralized Control System)用一台计算机实现全部控制功能,结构简单,成本低,但实时性差,难以扩展,在早期的机器人中常采用这种结构,其构成框图,如图2所示。

基于PC的集中控制系统里,充分利用了PC资源开放性的特点,可以实现很好的开放性:多种控制卡,传感器设备等都可以通过标准PCI插槽或通过标准串口、并口集成到控制系统中。

集中式控制系统的优点是:硬件成本较低,便于信息的采集和分析,易于实现系统的最优控制,整体性与协调性较好,基于PC的系统硬件扩展较为方便。

其缺点也显而易见:系统控制缺乏灵活性,控制危险容易集中,一旦出现故障,其影响面广,后果严重;由于机器人的实时性要求很高,当系统进行大量数据计算,会降低系统实时性,系统对多任务的响应能力也会与系统的实时性相冲突;此外,系统连线复杂,会降低系统的可靠性。

4.2、主从控制系统采用主、从两级处理器实现系统的全部控制功能。

主CPU实现管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等:从CPU实现所有关节的动作控制。

其构成框图,如图3所示。

主从控制方式系统实时性较好,适于高精度、高速度控制,但其系统扩展性较差,维修困难。

4.3、分散控制系统DCS(Distribute Control System)按系统的性质和方式将系统控制分成几个模块,每一个模块各有不同的控制任务和控制策略,各模式之间可以是主从关系,也可以是平等关系。

这种方式实时性好,易于实现高速、高精度控制,易于扩展,可实现智能控制,是目前流行的方式,其控制框图如图4所示。

其主要思想是“分散控制,集中管理”,即系统对其总体目标和任务可以进行综合协调和分配,并通过子系统的协调工作来完成控制任务,整个系统在功能、逻辑和物理等方面都是分散的,所以DCS系统又称为集散控制系统或分散控制系统。

这种结构中,子系统是由控制器和不同被控对象或设备构成的,各个子系统之间通过网络等相互通讯。

分布式控制结构提供了一个开放、实时、精确的机器人控制系统。

分布式系统中常采用两级控制方式。

两级分布式控制系统 通常由上位机、下为机和网络组成。

上位机可以进行不同的轨迹规划和控制算法,下位机进行插补细分、控制优化等的研究和实现。

上位机和下位机通过通讯总线相互协调工作,这里的通讯总线可以是RS-232、RS-485、EEE-488以及USB总线等形式。

现在,以太网和现场总线技术的发展为机器人提供了更快速、稳定、有效的通讯服务。

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