《机器人技术》-工业机器人(机械臂)03控制
机器人控制技术
(s)
kmK p
E(s) s[RJms RBm kmkb ]
系统的闭环传递函数为：
(s) d (s)
RJ m s 2
kmK p
(RBm kmkb )s
kmK p
第三节 关节驱动与位置控制
三、单关节位置比例控制
带速度负反馈的单关节位置控制系统结构图
d (s)
E
Um
Kp
_
_
_
1
Im
Tm
Ls R
第二节 机器人传感器
二、常见的内部传感器
2.光电编码器
绝对式编码器主要由光源、光敏元件和光电码盘组
成，用光线扫描旋转码盘上的编码码道，以确定被测物
体的绝对位置，然后将检测到的编码数据转换为电信号，
再以脉冲的形式输出测量的位移量。
15 0
14
1 有n条码道的编码器能分辨的最小角度为：
13
2
12
3
360 2n
RJm
RJm
第三节 关节驱动与位置控制
三、单关节位置比例控制
可得：
2n
(RBm
kmkb RJ m
km Kv K1)
n
kmK p
RJ m
(RBm kmkb kmKv K1) 2 kmK p RJm
在单关节控制系统建模过程中假设减速器、轴、轴承及连杆均 不可变形，实际上这些元件刚度有限。但是，如果建模过程中，将 这些变形和刚性的影响都考虑进去，将得到高阶系统模型，即结构 的柔性增加了系统的阶次，使问题复杂化。
km
1
sm 1 m s
Jms Bm
s
kb
kv
k1
系统的开环传递函数为： (s)
工业机器人技术的原理与应用
工业机器人技术的原理与应用简介工业机器人技术是指利用机器人来替代人力从事工业生产的技术。
它将计算机、机械学和传感器等多个学科融合在一起，通过精确的控制和自动化技术实现对工业生产过程的控制和操作。
本文将介绍工业机器人技术的原理和应用。
工业机器人技术的原理工业机器人技术的原理主要涉及以下几个方面：1.机器人结构原理：工业机器人通常由机械臂、控制系统和传感器组成。
机械臂通过关节和连杆等结构实现灵活运动，控制系统可以实现对机械臂的精确控制，传感器可以获取环境信息并传输给控制系统。
2.控制系统原理：工业机器人的控制系统通常采用计算机控制。
通过编程和算法，控制系统可以实现对机械臂的运动轨迹、速度和力度等参数的控制。
控制系统还可以对传感器的数据进行处理和分析，以实现对环境的感知和反馈控制。
3.传感器原理：工业机器人通常搭载多种传感器，例如光电传感器、力传感器、视觉传感器等。
这些传感器可以实现对物体位置、形状、质量和力度等信息的感知，从而让机器人能够灵活地适应不同的工作环境。
4.自动化技术原理：工业机器人的自动化技术包括路径规划、运动控制、力控制等方面。
路径规划可以实现机器人的运动轨迹规划，运动控制可以实现机器人的运动和姿态控制，力控制可以实现机器人对物体施加精确的力度。
工业机器人技术的应用工业机器人技术在各个行业和领域都有广泛的应用，以下列举几个典型的应用场景：1.汽车制造业：在汽车制造业中，工业机器人主要用于车辆的焊接、喷涂、零部件的装配等工序。
通过工业机器人的运用，可以提高生产效率和产品质量，并减少人工操作的风险和成本。
2.电子制造业：在电子制造业中，工业机器人主要用于电子产品组装、印刷电路板焊接等工艺。
机器人的精确度和灵活性可以满足电子制造业对高精度和高速度的要求。
3.食品加工业：在食品加工业中，工业机器人主要用于食品包装、分拣和加工等环节。
机器人的自动化和卫生性能可以提高食品生产的效率和卫生标准。
4.医疗健康领域：在医疗健康领域，工业机器人被应用于手术机器人、康复机器人和护理机器人等方面。
机器人技术课件ppt
极地探索
利用机器人在极地环境中 进行科考、环境监测和资 源开发等任务。
伦理、法律与安全问题的挑战与应对
伦理原则
安全保证
制定机器人技术的伦理规范，确保技 术发展的道德公道性。
加强机器人技术的安全监管，保证用 户隐私和数据安全。
法律法规
完善机器人技术的相关法律法规，规 范技术应用和管理。
1.谢谢凝 听
应用于机器人导航和避障，使其能够在复杂环境中实现多机器人之间的协同工作，提高整体工作效率和任务完成
度。
机器人在太空、深海等极端环境中的应用探索
太空探索
利用机器人进行太空探测 、建设和保护，下落人类 直接参与的风险。
深海探索
研发能够在深海环境中工 作的机器人，深入海洋资 源开发和海洋科学研究。
机器学习与人工智能
随着技术的发展，机器学习和人工智能技术在机器人感知与决策领 域的应用越来越广泛，例如深度学习、强化学习等技术。
机器人的通讯与网络技术
通讯协议
机器人通讯协议是实现机器人之 间以及机器人与人之间信息交换 的关键技术，包括ROS通讯协议
、Wi-Fi、蓝牙等通讯协议。
网络技术
网络技术是实现机器人远程控制和 协同工作的关键技术，包括物联网 、云计算、边缘计算等技术。
服务机器人：医院中的护理与康复辅助
总结词
提供专业护理，减轻医护人员负担
详细描写
服务机器人在医院中主要用于护理和康复辅助，能够提供专业、细致的护理服务，减轻医护人员的工 作负担，提高患者的康复效果和生活质量。
特种机器人：灾难现场的救援与探测
总结词
应对复杂环境，保证人员安全
详细描写
特种机器人主要用于灾难现场的救援与探测，能够在复杂、 危险的环境中工作，有效保证救援人员的安全，提高救援效 率。
工业机器人技术及应用(教案)2-工业机器人的机械结构和运动控制
第二章工业机器人的机械结构和运动控制章节目录２.1 工业机器人的系统组成2。
１。
1 操作机2。
１.２控制器2.1．３示教器2.2工业机器人的技术指标学习目标导入案例课堂认知扩展与提高本章小结思考练习2．3 工业机器人的运动控制2.3.1 机器人运动学问题２.3.2机器人的点位运动…２。
3．3机器人的位置控制课前回顾何为工业机器人?工业机器人具有几个显著特点，分别是什么?工业机器人的常见分类有哪些，简述其行业应用。
学习目标认知目标＊熟悉工业机器人的常见技术指标*掌握工业机器人的机构组成及各部分的功能＊了解工业机器人的运动控制能力目标*能够正确识别工业机器人的基本组成*能够正确判别工业机器人的点位运动和连续路径运动导入案例国产机器人竞争力缺失关键技术是瓶颈众所周知,中国机器人产业由于先天因素,在单体与核心零部件仍然落后于日、美、韩等发达国家。
虽然中国机器人产业经过30 年的发展，形成了较为完善的产业基础,但与发达国家相比，仍存在较大差距,产业基础依然薄弱，关键零部件严重依赖进口。
整个机器人产业链主要分为上游核心零部件(主要是机器人三大核心零部件——伺服电机、减速器和控制系统，相当于机器人的“大脑"）、中游机器人本体(机器人的“身体")和下游系统集成商（国内95% 的企业都集中在这个环节上）三个层面.课堂认知2.1 工业机器人的系统组成第一代工业机器人主要由以下几部分组成: 操作机、控制器和示教器。
对于第二代及第三代工业机器人还包括感知系统和分析决策系统,它们分别由传感器及软件实现。
工业机器人系统组成２.1.1 操作机操作机(或称机器人本体)是工业机器人的机械主体,是用来完成各种作业的执行机构。
它主要由机械臂、驱动装置、传动单元及内部传感器等部分组成。
关节型机器人操作机基本构造机器人操作机最后一个轴的机械接口通常为一连接法兰,可接装不同的机械操作装置，如夹紧爪、吸盘、焊枪等．(1) 机械臂关节型工业机器人的机械臂是由关节连在一起的许多机械连杆的集合体。
工业机器人技术
工业机器人技术一、引言工业机器人是一种广泛应用于工业生产中的先进设备。
它具有高效、精确、可重复、柔性等优点，能够大幅提高生产效率和质量，降低工作强度和人员风险。
工业机器人技术是机械、电子、计算机等多学科交叉的产物，已经在诸多工业领域得到广泛应用，成为现代工业生产的重要组成部分。
本文将从机器人的历史、种类、结构、原理和应用方面进行介绍和分析，并重点探讨工业机器人技术的发展趋势。
二、机器人的历史机器人概念最早出现于20世纪30年代的科幻小说中，自动化技术的发展使得机器人的概念变为现实。
1946年，美国科学家乔治·德沃尔发明了第一台数字控制机床，标志着工业控制技术的重大突破。
50年代，由于冷战的影响，美国政府资助麻省理工学院等机构开展自动化工程的研究，试图研制出一种可以替代人类完成危险任务和工作的智能机器人。
1961年，美国企业开发出第一台工业机器人——Unimate，用于汽车零部件组装。
20世纪70年代，随着微电子、计算机、传感器等技术的进步，机器人开始逐步实现集约化、智能化和柔性化，广泛应用于汽车、电子、机械、化工、物流等工业领域。
目前，工业机器人已经成为现代工业生产过程中的重要组成部分，不断推进智能化和人机协同。
三、机器人的种类根据机器人的功能和应用，可以将其分为以下几类：1. 工业机器人：主要应用于制造业领域，可以执行一系列生产、装配、包装、搬运等操作。
2. 服务机器人：主要应用于医疗、酒店、家庭等领域，可以执行清洁、助行、护理等服务。
3. 军事机器人：主要应用于危险环境下的探测、侦察、炸弹拆除、战斗等任务。
4. 教育机器人：主要应用于学校、培训机构等场所，可以进行科普、编程等教学活动。
5. 娱乐机器人：主要应用于游戏、娱乐场所等，可以进行表演、互动等娱乐活动。
四、机器人的结构机器人主要由机械臂、控制系统和传感器组成。
1. 机械臂：是机器人的运动部分，可以根据不同需求设计不同型号、关节数量和关节类型的机械臂。
工业机器人技术教材
工业机器人技术教材
工业机器人是现代工业生产中不可或缺的一部分，其广泛应用于生产线上的物料搬运、组装、喷涂、加工等工作。
本教材旨在为工业机器人技术的学习提供全面的指导，包括以下内容：
第一章：工业机器人概述
介绍工业机器人的基本概念、分类、应用领域等方面的知识，让学习者对工业机器人有更全面的认识。
第二章：机器人结构与控制
详细介绍了机器人的机械结构和电气控制系统，并对机器人的运动学、动力学进行了讲解，让学习者了解机器人的结构和工作原理。
第三章：机器人编程
介绍了工业机器人的编程方法，包括点位编程、直线编程、圆弧编程、路径规划等方面的知识，让学习者学会如何进行机器人编程。
第四章：机器人传感器与视觉系统
讲解了机器人传感器和视觉系统的工作原理和应用场景，介绍了机器人视觉检测、测量和导航等方面的知识，让学习者了解机器人传感器和视觉系统相关的技术和应用。
第五章：机器人应用实例
以实际的应用场景为例，介绍了机器人在生产线上的应用，包括物料搬运、组装、喷涂、加工等方面的应用实例，让学习者了解机器人在实际生产中的应用情况。
本教材内容丰富、结构合理，旨在帮助学习者全面掌握工业机器
人技术相关的知识。
4、工业机器人的控制
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
4.3.4
机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的知识, 并根据自身内部的知识库作出相应的决策。 采用智能控制技 术, 使机器人具有了较强的环境适应性及自学习能力。智能 控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗 传算法、专家系统等人工智能的迅速发展。
4.4 电动机的控制
4.4.1 1. 电动机的种类各种各样, 根据各自的特点, 工业界早就
手把手示教编程也能实现点位控制,与CP控制不同的是, 它只记录各轨迹程序移动的两端点位置, 轨迹的运动速度则按 各轨迹程序段对应的功能数据输入。
2)
示教盒示教编程方式是人工利用示教盒上所具有的各种功 能的按钮来驱动工业机器人的各关节轴, 按作业所需要的顺序 单轴运动或多关节协调运动, 从而完成位置和功能的示教编程。
2. 示教编程方式
1)
手把手示教编程方式主要用于喷漆、弧焊等要求实现连续 轨迹控制的工业机器人示教编程中。具体的方法是人工利用示 教手柄引导末端执行器经过所要求的位置,同时由传感器检测 出工业机器人各关节处的坐标值,并由控制系统记录、存储下 这些数据信息。实际工作当中, 工业机器人的控制系统重复再 现示教过的轨迹和操作技能。
4.3.2 连续轨迹控制方式(CP)
这种控制方式的特点是连续地控制工业机器人末端执行器 在作业空间中的位姿, 要求其严格按照预定的轨迹和速度在一 定的精度范围内运动, 而且速度可控, 轨迹光滑， 运动平稳, 以完成作业任务。工业机器人各关节连续、同步地进行相应的 运动, 其末端执行器即可形成连续的轨迹。这种控制方式的主 要技术指标是工业机器人末端执行器位姿的轨迹跟踪精度及平 稳性。通常弧焊、喷漆、去毛边和检测作业机器人都采用这种 控制方式。
工业机器人的运动控制与规划
工业机器人的运动控制与规划近年来，随着自动化程度的不断提高，各类机器人也越来越成为推动生产力发展的重要力量。
其中，工业机器人不仅在汽车、航空、电子等现代制造业领域得到广泛应用，而且随着人工智能等技术的发展，其应用范围将进一步扩大。
而要想实现高效、稳定的机器人控制，尤其是工业机器人在生产线上的运动控制和规划显得尤为关键。
一、工业机器人的运动控制工业机器人在执行生产任务的过程中，需要完成各种动作，如手臂的上下、左右移动，夹爪的张合等等。
实现这些动作的关键就在于机器人的运动控制。
工业机器人的运动控制主要涉及机器人的驱动器、传感器以及运动控制器。
其中，驱动器和传感器包括机器人的电机、减速器、编码器等部件，这些部件的效果直接会影响到机器人的动作精度和稳定性。
而运动控制器则是通过输入运动指令，控制机器人执行动作的计算机系统。
目前主流的工业机器人运动控制技术主要包括开环控制和闭环控制两种方式。
开环控制是通过将运动指令输入到机器人的电机驱动器中，使电机按照一定的转速和方向转动，从而完成机器人的运动。
该方式的控制简单，但精度较低，很容易受到外界干扰和负载变化的影响。
闭环控制则是通过运动控制器不断地读取机器人的传感器反馈信号，比如位置、速度等信息，然后根据实际运动情况进行调整，使得机器人能够更加精确地执行动作。
这种方式的控制精度高，但需要较高的计算能力和反馈系统的支持。
在实际应用中，常常会采用开环控制和闭环控制相结合的方式，以兼顾控制效果和成本要求。
二、工业机器人的规划工业机器人的规划，是指机器人在执行任务前，需要根据具体要求制定出行动计划，包括机器人的运动路径、速度、姿态等信息。
规划的好坏关系到机器人的工作效率、精度等方面。
在实际规划中，主要有以下几种方式：1.点到点运动：将机器人的运动分为一系列的单一动作，每一个动作都是从一个确定的位置走到另一个确定的位置，然后完成特定的任务。
2.直线运动：机器人根据给定的路径，以固定的速度从起点运动到终点。