工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括5個方面的內(nèi)容: 1)從根本上說,機(jī)器人控制和動力學(xué)、機(jī)構(gòu)力學(xué)相關(guān)性較為密切,不同坐標(biāo)下能夠精準(zhǔn)描述機(jī)器人手足狀態(tài),應(yīng)該依照具體需要選擇參考坐標(biāo)系,并實現(xiàn)坐標(biāo)變換; 2)就算是最為簡單的機(jī)器人,同樣需裝配3~5個自由度,而復(fù)雜機(jī)器人的自由度則達(dá)幾十個,各自由度有一個協(xié)調(diào)伺服機(jī)構(gòu),以形成多變量控制系統(tǒng); 3)通過計算機(jī)協(xié)調(diào)控制獨立伺服系統(tǒng),確保機(jī)器人能夠遵循人的意志行動,并且可賦予機(jī)器人相應(yīng)工作內(nèi)容; 4)對機(jī)器人運動狀態(tài)進(jìn)行描述的是非線性數(shù)學(xué)模型,在外力與狀態(tài)的不斷變化中,機(jī)器人的參數(shù)也會發(fā)生改變,且不同變量間也存在耦合,所以僅用位置閉環(huán)往往無法達(dá)到目的,還應(yīng)該選擇加速度或者速度閉環(huán); 5)一般采用不同路徑與方式完成機(jī)器人動作,所以會存在“最優(yōu)化”問題。可通過人工智能方法操控高級機(jī)器人,通過計算機(jī)創(chuàng)建放大信息庫,通過信息庫實現(xiàn)控制決策、操作以及管理的目的。
一提到機(jī)器人,大家可能就會想到電影、電視、科學(xué)幻想小說或者玩具中的機(jī)器人都是有鼻子、眼睛、手、腳,類似于人類的一種機(jī)器。事實上,仿人形機(jī)器人只是機(jī)器人的一種。如果你走進(jìn)現(xiàn)代化自動工廠,想一睹神奇的機(jī)器人的風(fēng)采,你一定會有點失望。 現(xiàn)代機(jī)器人,特別是工業(yè)機(jī)器人并不像各種作品中描繪的那樣精致與完美,有些不僅沒有鼻子、眼睛,甚至軀體也不像人類。它們看起來只是機(jī)器,甚至像怪物。但是,這些外形五花八門機(jī)器的確可以稱之為機(jī)器人,因為它們完全符合機(jī)器人的定義:“機(jī)器人”是一種通過編程,可以自動完成一定操作或移動作業(yè)的機(jī)械裝置。 更確切地說,“機(jī)器人”是指有像人的上肢那樣高度靈活,能做復(fù)雜動作的機(jī)械,有視覺、聽覺等感覺功能,有識別功能、能行動的裝置。
工業(yè)機(jī)器人教學(xué)實訓(xùn)裝置綜合應(yīng)用了多學(xué)科技術(shù),適用于機(jī)械原理、自動控制原理、電氣控制與可編程控制器、傳感器與檢測技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)等課程的實踐教學(xué)。除此之外,該綜合實訓(xùn)裝置具有如下特點: (1)實訓(xùn)裝置為模塊化開放式設(shè)計結(jié)構(gòu),不僅可作為獨立的系統(tǒng)單獨使用,也可以作為子系統(tǒng)與其它類似設(shè)備組合。模塊之間可以更換,方便二次開發(fā)。 (2)各種氣動元件、電氣元件以及機(jī)械運動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作過程及運行狀態(tài)具有直觀性; (3)母體工裝在抓取打磨拋光工裝和真空吸盤工裝時,電路和氣路能夠自動對接,無需人工輔助。 (4)實訓(xùn)裝置具有手動和自動控制方式,通過手動控制可對裝置機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、電機(jī)、限位保護(hù)開關(guān)、電磁閥、氣缸、氣爪等主要器件工作性能是否正常進(jìn)行檢測; (5)實訓(xùn)桌用鋁型材和鋼板焊接組成,桌面特有的T型槽,方便機(jī)械另部件和電器元件的拆卸安裝,實訓(xùn)桌的電器安裝板可以向外抽出,方便電路布局和安裝調(diào)試,另外實訓(xùn)桌的桌腳裝有帶剎車滾輪,便于裝置移動位置; (6)具有良好的安全性能。