4.2.1 工业机器人控制系统的组成

工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次。上级为组织级，其任务是将期望的任务转化成运动轨迹或适当的操作，并随时检测机器人各部分的运动及工作情况，处理意外事件；下级为实时控制级，它根据机器人动力学特性及机器人当前运动情况，综合得出适当的控制命令，驱动机器人机构完成指定的运动和操作。

工业机器人控制系统主要包括硬件和软件两部分。硬件主要有传感装置、控制装置和关节伺服驱动部分。软件主要指控制软件，包括运动轨迹规划算法和关节伺服控制算法等动作程序。

一个完整的工业机器人控制系统包括以下几部分。

（1）控制计算机。它是控制系统的调度指挥机构。

（2）示教盒。它用来示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及一些人机相互操作，拥有独立的CPU及存储单元，可与主计算机之间实现信息交互。

（3）操作面板。它由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。

（4）硬盘和存储机器人工作程序的外部存储器。

（5）数字和模拟量的输入和输出，各种状态和控制命令的输入和输出。

（6）打印机接口。它记录需要输出的各种信息。

（7）传感器接口。它用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制。

（8）轴控制器。它一般包括各关节的伺服控制器，完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。

（9）辅助设备控制。它主要用于机器人辅助设备的控制。

（10）通信接口。它主要实现机器人和其他设备的信息交换。

不同类型的控制系统，其组成情况也不相同。图 4-1 所示为非伺服控制系统，图 4-2所示为伺服控制系统。

图4-1 非伺服控制系统

图4-2 伺服控制系统