I.産業用ロボット制御システムによって達成される機能
ロボット制御システムはロボットの重要な部分であり、オペレーターを制御して特定の作業タスクを完了するために使用されます。その基本機能は次のとおりです。
1.Memory関数：操作の順序、移動経路、移動モード、移動速度、および生産プロセスに関連する情報を保存します。
2.測定関数：オフラインプログラミング、オンラインデモンストレーション、間接的なデモンストレーション。オンライン教育には、2種類の教育ボックスとガイド付き教育が含まれています。
3.周辺機器を使用して機能を接続します。入力および出力インターフェイス、通信インターフェイス、ネットワークインターフェイス、同期インターフェイス。
4.座標設定関数：ジョイント、絶対、ツール、ユーザー定義の4種類の座標系。
5.Human-Machineインターフェイス：デモンストレーションボックス、操作パネル、ディスプレイ。
6.センサーインターフェイス：位置検出、視覚、タッチ、フォースなど。
7.ポジションサーボ機能：ロボット多軸リンケージ、モーション制御、速度および加速制御、動的補償など。
8.failureの診断と安全保護機能：システムのステータス監視操作中、障害状態での安全保護、障害の自己診断。
ii。産業用ロボット制御システムの構成
1。コントロールコンピューター：制御システムスケジューリングコマンド組織。一般に、マイクロコンピューター、マイクロプロセッサ32-ビット、64-ビットなど。PentiumシリーズCPUやその他のタイプのCPUなど。
2。ティーチングボックス：ロボットの軌跡とパラメーターの設定、および独自の独立したCPUとストレージユニット、および情報相互作用を実現するためのシリアル通信のメインコンピューターを備えたすべてのヒューマンコンピューターインタラクション操作を指導します。
3。操作パネル：さまざまな操作ボタンとステータスインジケータライトで構成されており、基本的な関数操作のみを達成します。
4.ハードディスクとフロッピーディスクストレージ：ロボットの作業プログラムを保存するための周辺記憶。
5。デジタルおよびアナログ入力と出力：さまざまなステータスおよび制御コマンドの入力または出力。
6。プリンターインターフェイス：さまざまな情報を出力する必要性を記録します。
7。センサーインターフェイス：ロボットのスムーズな制御を実現するための情報の自動検出、一般に力、タッチ、視覚センサーのために。
8。軸コントローラー：ロボットジョイントの位置、速度、加速制御を完了します。
9。補助機器制御：ロボットとともに使用され、手爪のバリエーターなどの補助装置の制御など。
10。通信インターフェイス：ロボットおよびその他の機器情報交換、一般的にシリアルインターフェイス、パラレルインターフェイスなどを実現します。
11。ネットワークインターフェイス
（1）イーサネットインターフェイス：イーサネットを介して、多数または単一のロボット直接PC通信を達成するために、最大10mbit / sのデータ転送レートは、アプリケーションプログラミングのためにWindowsライブラリ機能を使用してPCに直接存在することができます。イーサネットインターフェイスを介したTCP / IP通信プロトコルは、各ロボットコントローラーのデータとプログラムにロードされます。
（2）FieldBusインターフェイス：Devicenet、Abremotei/O、Interbus-S、Profibus-DP、M-Netなど、さまざまな人気のあるFieldbus仕様のサポート。
III、産業用ロボット制御システムの分類
1.プログラム制御システム：制御役割の一定の規則性を課す自由度ごとに、ロボットは必要な空間軌跡を達成できます。
2.適応制御システム：必要な品質を確保するために、またはそれ自体で経験の蓄積により制御の品質を改善するために、外部条件が変化するとき、プロセスはオペレーティングマシンとサーボエラーの観察の状態に基づいており、次に調整しますエラーが消えるまで、非線形モデルのパラメーター。このようなシステムの構造とパラメーターは、時間と条件とともに自動的に変更できます。
3. altificial Intelligence System：事前にモーションプログラムを準備することは不可能ですが、周囲の状態に関する取得した情報に従って、モーションプロセス中にコントロールの役割をリアルタイムで決定する必要があります。
4.ポイントタイプ：ロボットは、パスとは無関係にエンドエフェクターの位置を正確に制御する必要があります。
5.トリュームタイプ：ロボットは、教えられた軌跡と速度に従って移動する必要があります。
6.コントロールバス：国際標準バス制御システム。 VME、Multi-Bus、STD-BUS、PC-BUSなど、制御システムの制御バスとして国際標準バスを採用します。
7.カスタマイズされたバス制御システム：メーカーは、バスの独自の使用を制御システムバスとして定義しています。
8.プログラミング方法：物理設定プログラミングシステム。オペレーターによる固定制限スイッチを設定して、開始と停止のプログラム操作を実現します。これは、単純なピックアップと配置操作にのみ使用できます。
9.オンラインプログラミング：人間の教育を通じて、直接教育シミュレーション教育や教育ボックスの教育など、情報メモリプロセスプログラミング方法の運用を完了します。
10.オフラインプログラミング：ロボット直接教育の実際の運用ではなく、実際の操作環境から切り離されています。
IV。ロボット制御システムの構造
ロボット制御システムは、その制御モードに応じて3つのカテゴリに分割できます。
（1）集中制御システム（集中型制御システム）：この構造では、すべての制御機能、単純な構造、低コスト、低コスト、拡張が困難で、拡張が困難なコンピューターがこの構造でよく使用されます。
PCベースの集中制御システム、PCリソースのオープン性の特性を最大限に活用することができます。さまざまなコントロールカード、センサーデバイスなどを、標準のPCIスロットまたは標準シリアルを介して制御システムに統合できます。ポート、パラレルポート。集中制御システムの利点は、ハードウェアコストの削減、情報の収集と分析の簡単、システムの最適な制御、より良い整合性と調整、PCベースのシステムハードウェア拡張の方が便利です。その欠点も明らかです。システム制御の柔軟性の欠如、制御の危険は、失敗したら、その幅広い深刻な結果への影響を容易に集中させることができます。産業用ロボットのリアルタイムの要件が高いため、システムが多数のデータ計算を実行すると、システムのリアルタイム性が低下します。マルチタスクに対するシステムの応答性は、システムのリアルタイムの性質。さらに、システムはシステムの複雑さを接続し、システムの信頼性を低下させます。
（2）マスター奴隷制御システム：マスターとスレーブプロセッサは、システムのすべての制御機能を実現するために使用されます。マスターCPUは、管理、座標変換、軌道の生成、システムの自己診断などを実現します。スレーブCPUは、すべてのジョイントのアクションコントロールを実現します。その構成ブロック図。マスタースレーブ制御モードシステムリアルタイムの方が優れており、高精度、高速制御に適していますが、そのシステムスケーラビリティは低く、メンテナンスの困難です。
（3）分散型制御システム（分散型コントロールシステム）：システムの性質とシステム制御がいくつかのモジュールに分割される方法に応じて、各モジュールには異なる制御タスクと制御戦略があり、モードはマスタースレーブの関係になります。このリアルタイムの方法は、高速、高精度制御、拡張が簡単で、インテリジェントな制御を実現するのが簡単で、簡単に実現できます。現在の一般的な方法です。
主なアイデアは、「分散型制御、集中管理」、つまり、全体的な目的とタスクのシステムを、調整と分布を統合することができます。 、論理的および物理的側面は分散化されているため、DCSシステムは集中制御システムまたは分散型制御システムとしても知られています。 。この構造では、サブシステムはコントローラーとさまざまな制御オブジェクトまたはデバイスで構成されており、サブシステムはネットワークなどを通じて相互に通信します。分散制御構造は、オープン、リアルタイム、正確なロボット制御システムを提供します。分散システムでは、2つのレベルの制御がよく使用されます。
2レベルの分散制御システムは、通常、上部機械、下部マシン、ネットワークで構成されています。アッパーマシンはさまざまな軌道計画および制御アルゴリズムを実行でき、下部マシンは補間区域と制御の最適化の研究と実装を実行します。上部および下部のマシンは、通信バスを介して互いに連携して動作します。ここでは、Rs -232、rs -485、eee -488、およびUSBバスの形式になります。
現在、イーサネットとフィールドバステクノロジーの開発は、ロボットに高速で安定した効果的な通信サービスを提供しています。特に、生産サイトに適用されるFieldbusは、測定および制御機器のマイクロコンポーター化において、新しいタイプのネットワーク統合された完全分布制御システムの形成間の双方向マルチノードデジタル通信を実現するために、フィールドバス制御システムFCS（FiledBusControlsystems） 。工場生産ネットワークでは、フィールドバスを介して接続できるデバイスは、「フィールドデバイス/機器」と総称されます。システム理論の観点からは、工場の生産機器の1つとしての産業用ロボットは、フィールドデバイスに分類することもできます。ロボットシステムにフィールドバステクノロジーの導入は、工業生産環境でのロボットの統合を促進します。
分散制御システムの利点は、システム機能の並列実行を助長するマルチプロセッサによる分散制御の良好なシステムの柔軟性、制御システムの危険性の低下、システムの処理効率を改善し、応答時間を短縮することです。
複数の自由度を持つ産業用ロボットの場合、集中制御は個々の制御軸間の結合関係をうまく処理し、非常に単純に補償することができます。ただし、軸の数がコントロールアルゴリズムを複雑にするポイントまで増加すると、その制御性能が悪化します。さらに、システム内の軸の数または制御アルゴリズムが複雑になると、システムの再設計につながる可能性があります。対照的に、分散構造には、単一のコントローラーによって処理される各運動軸があります。つまり、システムは軸間ボギーが少なく、システムの再構成性が高くなります。