Page 94 - 工业机器人控制技术研究

R 工业机器人控制技术研究
esearch on Control Technology of Industrial Robot

与机构的动作和动力学联系紧密。机器人操作手臂的状态能在多种坐标系中
进行标定，可根据实际情况，运用各种坐标系，进行坐标之间的转换。所以，在
操作过程中需计算运动学的正和逆问题，同时也要考虑惯性和外作用力以及科里

奥利力、离心力等的影响。
多种变量的控制。通常情况下一个机器人有 3~6 个自由度，但构造比较复杂
的机器人可能会出现十几个自由度。一个自由度包含一个控制系统。在动作的过
程中需时刻保持协调，进而形成多种变量的控制操作系统。

智能控制。需把多种相互独立的控制系统整合在一起，让它按人的需要行动，
让智能机器人具有一定的独立思维，实现这样的功能只能靠电脑完成。所以，机
器人的相关控制一定要用计算机。并在动作的过程中计算机的相关软件也需担负
一定的任务。

耦合的非线性的控制。机器人在运动时的状态和动作的有关模型是非线性的
状态，根据不同种类的状态与操作环境的改变，动作时的参数也会发生变化，但
各种变量间依然还有耦合的存在。所以，不能仅运用位置的闭环，还需运用到速
度、加速度闭环。控制系统中需使用重力的补偿以及前馈和解耦或者自动适应等

控制方法。
最优控制。工业机器人在运动的过程中往往能完成多种运动方式和轨迹，所
以会有一个最优的路径。比较高级机器人能用人工智能方法进行控制，利用计算
机的海量数据，利用数据库的信息来控制和操作。通过传感器和不同模式的识别

掌握操作对象和工作状况，然后根据数据库的信息来操作，最终可自动选取一个
最优化路径。总之，机器人控制系统与运动学和动力学的联系很紧密、具有非线
性的耦合多种变量复杂的控制系统。根据它的复杂性，以前的有关控制理论和现
代化的控制理论都无法正常使用。截至目前，机器人的有关控制理论还在进一步

完善。
（二）机器人的控制方式
PTP 点位控制。点位控制是通过控制机器人末端操作器在动作时在特点位置
上的位置和姿态。这个过程中让机器人在特定的两点间快读、准确运动，但对两

点间的运动方式没有特殊要求。这样的控制模式主要要求是特定点的定位精度和
在两点间运动的时间。根据这种控制模式较易实现的特点以及定位的精度要求不
算高，所以经常用于码垛、搬运、焊接和简单安装等只要求末端执行器位置和姿

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