2020年12月29日 | 4种工业机器人控制方式解析

2020-12-29 来源：OFweek机器人网

1、点位控制方式（PTP）

点位控制系统实际上也是一种位置伺服系统，它们的基本结构与组成基本上是相同的，只不过侧重点不同而已，它们的控制复杂程度也各有千秋。

点位控制系统一般包括最终机械执行机构，机械传动机构，动力部件，控制器，位置测量器等，机械执行机构是最终完成功能要求的动作部件，如焊接机器人的机械手，数控加工机床的工作台等，广义讲执行机构还包括导轨等运动支撑部件，这些部件对定位精度也是起关键作用的。

这种控制方式只对工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿进行控制。在控制时，只要求工业机器人能够快速、准确地在相邻各点之间运动，对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。定位精度和运动所需的时间是这种控制方式的两个主要技术指标。这种控制方式具有实现容易、定位精度要求不高的特点，因此，常被应用在上下料、搬运、点焊和在电路板上安插元件等只要求目标点处保持末端执行器位姿准确的作业中。这种方式比较简单，但是要达到2～3um的定位精度是相当困难的。

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2、连续轨迹控制方式（CP）

这种控制方式是对工业机器人末端执行器在作业空间中的位姿进行连续的控制，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。

其中轨迹精度和运动平稳性是其最重要的两个指标。

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。

3、力（力矩）控制方式

机器人在完成一些与环境存在力作用的任务时，比如打磨、装配，单纯的位置控制会由于位置误差而引起过大的作用力，从而会伤害零件或机器人。机器人在这类运动受限环境中运动时，往往需要配合力控制来使用，这时必须要使用（力矩）伺服方式。

这种控制方式的原理与位置伺服控制原理基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是力（力矩）信号，所以该系统中必须有力（力矩）传感器。有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。

4、智能控制方式

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。也许这种控制方式模式，工业机器人才真正有点“人工智能”的落地味道，不过也是最难控制得好的，除了算法外，也严重依赖于元件的精度。

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