機(jī)械制造技術(shù)自動(dòng)化工業(yè)機(jī)器人課件

工業(yè)機(jī)器人1工業(yè)機(jī)器人12應(yīng)用于餐廳應(yīng)用于醫(yī)院應(yīng)用于制造業(yè)2應(yīng)用于餐廳應(yīng)用于醫(yī)院應(yīng)用于制造業(yè)一、工業(yè)機(jī)器人概述3工業(yè)機(jī)器人：是一種能模擬人的手、臂的部分動(dòng)作,按照預(yù)定的程序、軌跡及其它要求,實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操作工具的自動(dòng)化裝置。圖8－1工業(yè)機(jī)器人的組成1—機(jī)座2—控制系統(tǒng)3—執(zhí)行機(jī)構(gòu)

自由度不同組成：（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（2）控制系統(tǒng)（3）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（4）其它一、工業(yè)機(jī)器人概述3工業(yè)機(jī)器人：是一種能模擬人的手、臂的部分4▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)——按坐標(biāo)形式、控制方式和信息輸入方式分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)直角坐標(biāo)機(jī)器人直角坐標(biāo)機(jī)器人：用三根互相垂直的軸線(xiàn)來(lái)完成末段執(zhí)行器的移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：位置精度高；控制無(wú)耦合；避障性好。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)龐大；靈活性差。X、Y、Z軸移動(dòng)4▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)直角5直角坐標(biāo)機(jī)器人桁架機(jī)器人龍門(mén)機(jī)器人5直角坐標(biāo)機(jī)器人6▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)——按坐標(biāo)形式、控制方式和信息輸入方式分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人圓柱坐標(biāo)機(jī)器人：用兩個(gè)移動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)完成末段執(zhí)行器的移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：位置精度較高；控制耦合簡(jiǎn)單；避障性好。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)龐大；靈活性較差。X、Z軸移動(dòng)，Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)6▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)圓柱7▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)——按坐標(biāo)形式、控制方式和信息輸入方式分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)極坐標(biāo)機(jī)器人極坐標(biāo)機(jī)器人：用一個(gè)移動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)完成末端執(zhí)行器的移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：位置精度尚可；控制耦合簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)龐大；靈活性較差。有平衡問(wèn)題。X軸移動(dòng)，Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)7▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)極坐8▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)——按坐標(biāo)形式、控制方式和信息輸入方式分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人：用多個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)（配合基座移動(dòng)）完成末端執(zhí)行器的移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：靈活性高；避障性好；工作范圍大。缺點(diǎn)：控制耦合；復(fù)雜位置精度較差；有平衡問(wèn)題。基座移動(dòng)，各關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)8▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)關(guān)節(jié)9910▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)——按坐標(biāo)形式、控制方式和信息輸入方式分類(lèi)點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制只在目標(biāo)點(diǎn)處控制末端執(zhí)行器的位置與姿態(tài)末端執(zhí)行器在空間中任何位置與姿態(tài)都需控制10▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制只在目標(biāo)點(diǎn)處控制11▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)——按坐標(biāo)形式、控制方式和信息輸入方式分類(lèi)人操作、示教再現(xiàn)、固定程序/可變程序、程序控制、智能機(jī)器人人操作機(jī)器人固定程序/可變程序機(jī)器人無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)程序控制機(jī)器人有獨(dú)立控制系統(tǒng)智能機(jī)器人：能感知環(huán)境，“思考”出采用什么樣的動(dòng)作，做出反應(yīng)。傳感型；交互型；自主型一般機(jī)器人是指不具有智能，只具有一般編程能力和操作功能的機(jī)器人11▲工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)人操作、示教再現(xiàn)、固定程序/可變程序、12▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度（2）工作空間（3）提取重力（4）位置精度（5）運(yùn)動(dòng)速度

指各關(guān)節(jié)在三維空間對(duì)于固定坐標(biāo)系具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。各關(guān)節(jié)自由度的總和就是工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)。自由度越多越好？夾持器開(kāi)合計(jì)自由度嗎？12▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度指各關(guān)13▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度（2）工作空間（3）提取重力（4）位置精度（5）運(yùn)動(dòng)速度

指末端執(zhí)行器能到達(dá)的空間范圍。與關(guān)節(jié)自由度及關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍有關(guān)。直角坐標(biāo)機(jī)器人？長(zhǎng)方體空間圓柱坐標(biāo)機(jī)器人？圓柱體空間13▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度指末端14▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度（2）工作空間（3）提取重力（4）位置精度（5）運(yùn)動(dòng)速度

①微型機(jī)器人，提取重力在10N以下；②小型機(jī)器人，提取重力為10～50N；

③中型機(jī)器人，提取重力為50～300N；

④大型機(jī)器人，提取重力為300～500N；

⑤重型機(jī)器人，提取重力在500N以上14▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度①15▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度（2）工作空間（3）提取重力（4）位置精度（5）運(yùn)動(dòng)速度

位置精度的高低取決于位置控制方式以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件本身的精度和剛度，此外還與提取重力和運(yùn)動(dòng)速度等因素有密切的關(guān)系。運(yùn)動(dòng)速度高，效率高，但機(jī)器人所承受的動(dòng)載荷增大，必將在加減速時(shí)承受較大的慣性力，影響機(jī)器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。15▲選擇工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)（1）自由度位置精16▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)16▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)17▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)多足機(jī)器人17▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)多足機(jī)器人18▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)18▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)19▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)蛇形機(jī)器人在醫(yī)療中的應(yīng)用19▲機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)蛇形機(jī)器人在醫(yī)療中的應(yīng)用二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20圖8－1工業(yè)機(jī)器人的組成1—機(jī)座2—控制系統(tǒng)3—執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)器人機(jī)械操作手臂：末端執(zhí)行器、手腕、手臂、機(jī)座末端執(zhí)行器：直接執(zhí)行作業(yè)的裝置。機(jī)械式——手爪開(kāi)合實(shí)現(xiàn)物料抓??；被夾物料的形狀影響手爪的結(jié)構(gòu)機(jī)械式手爪的傳動(dòng)——回轉(zhuǎn)型、平移型。吸附式——吸附力抓取物料；真空吸附、磁吸附；適合大平面或易碎、微小件的抓取手指式——模擬人手抓取物料；適應(yīng)復(fù)雜表面的抓取及一些復(fù)雜動(dòng)作的執(zhí)行。二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20圖8－1工業(yè)機(jī)器人的組成21有驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械夾持器結(jié)構(gòu)與被夾零件的關(guān)系21有驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械夾持器結(jié)構(gòu)與被夾零件的關(guān)系22回轉(zhuǎn)型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)22回轉(zhuǎn)型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23平移型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23平移型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)器人機(jī)械操作手臂：末端執(zhí)行器、手腕、手臂、機(jī)座手腕：改變、調(diào)整末端執(zhí)行器的方位。原則：（1）盡可能減少手腕的自由度（可以為0）。（2）結(jié)構(gòu)緊湊24二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)器人機(jī)械操作25二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)器人機(jī)械操作手臂：末端執(zhí)行器、手腕、手臂、機(jī)座手臂：影響工作范圍的主要因素。作用：（1）承重（2）工作范圍內(nèi)完成工件運(yùn)送圖8－7機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)示意圖

25二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)器人機(jī)械操作26二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電氣式機(jī)械式驅(qū)動(dòng)：可靠性高、成本低；重量大、動(dòng)作平滑性差、噪聲大。液壓式驅(qū)動(dòng)：抓取能力大、傳動(dòng)平穩(wěn)；密封性要求較高、不宜在高溫或低溫現(xiàn)場(chǎng)工作。氣壓式驅(qū)動(dòng)：動(dòng)作迅速、價(jià)格低廉；穩(wěn)定性差、抓取能力小。電氣式驅(qū)動(dòng)：目前多采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，也可以通過(guò)諧波減速器裝置減速后驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。26二、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電27機(jī)械手輔助加工過(guò)程27機(jī)械手輔助加工過(guò)程28物流黑科技28物流黑科技29國(guó)際機(jī)床頂尖企業(yè)的加工演示29國(guó)際機(jī)床頂尖企業(yè)的加工演示三、工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)30機(jī)器人的負(fù)載、慣量、重心都隨時(shí)間發(fā)生變化非線(xiàn)性、多變耦合動(dòng)作要求精確和可重復(fù)優(yōu)化、決策的問(wèn)題工業(yè)機(jī)器人控制的特點(diǎn)：三、工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)30機(jī)器人的負(fù)載、慣量、重心都隨時(shí)間發(fā)31工業(yè)機(jī)器人控制方式的分類(lèi)：（1）按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)：點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制（2）按是否反饋分類(lèi)：非伺服控制、伺服控制（3）按發(fā)展階段分類(lèi)：程序控制、適應(yīng)性控制、人工智能控制（4）按運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)：直角坐標(biāo)控制、極坐標(biāo)控制、關(guān)節(jié)控制（5）按速度控制分類(lèi)：速度控制、加速度控制、力控制目的：關(guān)節(jié)、手在特定的時(shí)間到達(dá)特定的位置，由誰(shuí)來(lái)給定指令？31工業(yè)機(jī)器人控制方式的分類(lèi)：（1）按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)：點(diǎn)位控制32（1）按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)：點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制。特點(diǎn)：只控制機(jī)器人手部在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿特點(diǎn)：連續(xù)的控制機(jī)器人手部在作業(yè)空間中的位姿，要求其嚴(yán)格的按照預(yù)定的路徑和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)技術(shù)指標(biāo)：定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間技術(shù)指標(biāo)：部位姿的軌跡跟蹤精度及平穩(wěn)性應(yīng)用：上下料、搬運(yùn)、點(diǎn)焊等應(yīng)用：弧焊、噴漆、涂膠等點(diǎn)位控制機(jī)器人有多快？想一想：裝配機(jī)器人進(jìn)行裝配操作時(shí)是何種控制？32（1）按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)：點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制。特點(diǎn)：只控33（2）按是否反饋分類(lèi)：非伺服控制、伺服控制。特點(diǎn)：嚴(yán)格預(yù)先編制的控制程序來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)作順序，在控制過(guò)程中沒(méi)有反饋信號(hào)，不能對(duì)機(jī)器人的作業(yè)進(jìn)展及作業(yè)的質(zhì)量好壞進(jìn)行監(jiān)測(cè)應(yīng)用：作業(yè)相對(duì)固定、作業(yè)程序簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)精度要求不高的場(chǎng)合特點(diǎn)：采用內(nèi)部傳感器連續(xù)測(cè)量機(jī)器人的關(guān)節(jié)位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并反饋到驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成閉環(huán)伺服控制?？蓴U(kuò)展成適應(yīng)型、智能型機(jī)器人。33（2）按是否反饋分類(lèi)：非伺服控制、伺服控制。特點(diǎn)：嚴(yán)格預(yù)34程序控制：按照事先設(shè)定的程序（包括順序、條件及位置等）逐步動(dòng)作的機(jī)器人，用于完成單調(diào)、重復(fù)的作業(yè)，如機(jī)床的上下料、工件搬運(yùn)等。大批量少品種的生產(chǎn)系統(tǒng)。（3）按發(fā)展階段分類(lèi)：程序控制、適應(yīng)性控制、人工智能控制適應(yīng)性控制：能感知周?chē)h(huán)境，對(duì)環(huán)境的改變進(jìn)行適應(yīng)，并改變工作執(zhí)行過(guò)程，需通過(guò)傳感器、反饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。人工智能控制：Sophia(機(jī)器人)與主持人對(duì)話(huà)人工智能會(huì)取代人類(lèi)嗎34程序控制：按照事先設(shè)定的程序（包括順序、條件及位置等）逐35由人來(lái)給定指令：工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制由計(jì)算機(jī)計(jì)算出指令：工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)目的：關(guān)節(jié)、手在特定的時(shí)間到達(dá)特定的位置，由誰(shuí)來(lái)給定指令？人關(guān)節(jié)手（實(shí)際位置）手（理論位置）計(jì)算機(jī)關(guān)節(jié)35由人來(lái)給定指令：由計(jì)算機(jī)計(jì)算出指令：目的：關(guān)節(jié)、手在特定36工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：作業(yè)任務(wù)手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)示教記憶再現(xiàn)驅(qū)動(dòng)反饋控制過(guò)程：示教人員將機(jī)器人作業(yè)任務(wù)中要求手的運(yùn)動(dòng)預(yù)先教給機(jī)器人，在示教的過(guò)程中，機(jī)器人控制系統(tǒng)就將關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)記憶存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。當(dāng)需要機(jī)器人工作時(shí)，機(jī)器人的控制系統(tǒng)就調(diào)用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，使機(jī)器人再現(xiàn)示教過(guò)的手的運(yùn)動(dòng)，由此完成要求的作業(yè)任務(wù)。

人按照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行示教36工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：作業(yè)任務(wù)手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)37工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：示教方式機(jī)器人示教的方式種類(lèi)繁多，總的可以分為集中示教方式和分離示教方式。

1、集中示教方式將機(jī)器人手部在空間的位姿、速度、動(dòng)作順序等參數(shù)同時(shí)進(jìn)行示教的方式，示教一次即可生成關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服指令。2、分離示教方式將機(jī)器人手部在空間的位姿、速度、動(dòng)作順序等參數(shù)分開(kāi)單獨(dú)進(jìn)行示教的方式，一般需要示教多次才可生成關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服指令，但其效果要好于集中示教方式。

37工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：示教方式38工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：示教方式當(dāng)對(duì)用點(diǎn)位控制的點(diǎn)焊、搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，可以分散示教，且能進(jìn)行編輯、修改等工作，但是機(jī)器人手部在作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)而且位置精度要求較高時(shí)，示教點(diǎn)數(shù)就會(huì)較多，示教時(shí)間就會(huì)拉長(zhǎng)，且在每一個(gè)示教點(diǎn)處都要停止和啟動(dòng)，因此就很難進(jìn)行速度的控制。當(dāng)對(duì)用連續(xù)軌跡控制的弧焊、噴漆機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，示教操作一旦開(kāi)始就不能中途停止，必須不中斷的連續(xù)進(jìn)行到底，且在示教途中很難進(jìn)行局部的修改。38工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：示教方式39工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：記憶過(guò)程示教關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)變換裝置控制系統(tǒng)傳感裝置存儲(chǔ)器檢測(cè)轉(zhuǎn)換保存1、記憶速度取決于傳感器的檢測(cè)速度、變換裝置的轉(zhuǎn)換速度和控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)速度。2、記憶容量取決于控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器的容量。

39工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)控制：記憶過(guò)程示教關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)變換裝置40工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)：由于機(jī)器人的控制過(guò)程中涉及大量的坐標(biāo)變換和插補(bǔ)運(yùn)算以及較低層的實(shí)時(shí)控制，所以，目前的機(jī)器人控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上大多數(shù)采用分層結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通常采用的是兩級(jí)伺服控制系統(tǒng)——關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服命令的生成、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制。伺服驅(qū)動(dòng)人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位機(jī)）微型計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)二級(jí)（下位機(jī)）單片機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)外部傳感器局部反饋全局反饋40工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)：由于機(jī)器人的控制過(guò)程中涉及大量的坐標(biāo)41伺服驅(qū)動(dòng)人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位機(jī)）微型計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)二級(jí)（下位機(jī)）單片機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)外部傳感器局部反饋全局反饋1.關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服命令的生成：主控計(jì)算機(jī)接到工作人員輸入的作業(yè)指令后，首先分析解釋指令，確定手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和插補(bǔ)運(yùn)算，最后得出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)隨時(shí)間變化的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。2.節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制：伺服控制級(jí)作為各個(gè)關(guān)節(jié)伺服控制系統(tǒng)的給定信號(hào)3.關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器將此信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)各個(gè)關(guān)節(jié)產(chǎn)生協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)傳感器將各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)輸出信號(hào)反饋回伺服控制級(jí)計(jì)算機(jī)形成局部閉環(huán)控制。4.局部閉環(huán)控制更加精確的控制機(jī)器人各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度，從而能完成手部在空間的運(yùn)動(dòng)。但手部運(yùn)動(dòng)位置的精確性還需通過(guò)外部傳感器及全局反饋進(jìn)行控制第一步第二步驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)正解運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解作業(yè)任務(wù)手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)位移、速度、加速度關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力（矩）驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋41伺服人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位機(jī)）數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)42工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)：伺服驅(qū)動(dòng)人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位機(jī)）微型計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)二級(jí)（下位機(jī)）單片機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)外部傳感器局部反饋全局反饋硬件組成42工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)：伺服人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位43工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)：伺服驅(qū)動(dòng)人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位機(jī)）微型計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)二級(jí)（下位機(jī)）單片機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)外部傳感器局部反饋全局反饋軟件組成43工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)：伺服人機(jī)對(duì)話(huà)內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位44如何用計(jì)算機(jī)來(lái)生成關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令？機(jī)器人手運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律機(jī)器人各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律反求首先要對(duì)機(jī)器人的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行描述，得到機(jī)器人手部在空間的位姿變化，然后根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程及其逆解并通過(guò)適當(dāng)?shù)牟逖a(bǔ)運(yùn)算求出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的位移、速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，再通過(guò)動(dòng)力學(xué)運(yùn)算最終生成機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)所需的伺服指令。44如何用計(jì)算機(jī)來(lái)生成關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令？機(jī)器人手機(jī)器人各關(guān)45點(diǎn)位控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第一步：已知機(jī)器人手起點(diǎn)和終點(diǎn)的位姿得到機(jī)器人對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)變量的取值。

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解實(shí)現(xiàn)方法第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值問(wèn)題：起點(diǎn)的變量取值如何變化到終點(diǎn)的變量取值？t045點(diǎn)位控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第一步：已知機(jī)器人手起點(diǎn)46點(diǎn)位控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值問(wèn)題：起點(diǎn)的變量取值如何變化到終點(diǎn)的變量取值？t0t00線(xiàn)性變化t00加速度無(wú)沖擊46點(diǎn)位控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和機(jī)器人動(dòng)力學(xué)正解47點(diǎn)位控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第三步：已知機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度和加速度

求關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力（矩）。實(shí)現(xiàn)方法機(jī)器人動(dòng)力學(xué)正解47點(diǎn)位控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第三步：48連續(xù)控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程？第一步：已知機(jī)器人手起點(diǎn)和終點(diǎn)的位姿，及已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值。設(shè)起點(diǎn)到終點(diǎn)的位移變化規(guī)律為：則速度為：AB123456789第二步：機(jī)械手部位姿離散化第三步：就可以用離散控制下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)方法，從而完成連續(xù)控制下的軌跡規(guī)劃48