工业机器人的控制系统.pdf

工业机器人的控制系统

工业机器人是指被广泛应用于生产线上完成重复性、繁琐、危
险或高精度等工作的机器人。它们可以根据预定程序执行动作，
进行各种操作，如装配、焊接、喷涂、搬运等。其中，控制系统
是工业机器人的核心部分，对于机器人的精度、稳定性、工作效

率等方面具有重要的影响。

一、工业机器人的控制系统组成

工业机器人的控制系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主
要包括机器人主体、传感器、执行器、控制器等，而软件部分则

负责控制机器人的运动、执行任务、通信和监控等。

1.机器人主体

机器人主体是机器人操作的基础，包括轴系、驱动电机、关节
等。在机器人主体上安装了传感器、执行器等元件，它们之间组

成了机器人的运动系统和操作系统。

2.传感器

传感器在机器人运行过程中起重要作用，它们能够监测机器人
的环境和状态，并将这些信息传递回来，以帮助机器人做出更精
准、稳定的运动。一般来说，机器人的传感器包括视觉传感器、

力传感器、位置传感器、激光雷达等。

3.执行器

执行器是机器人操作的关键元件，它们负责执行任务，完成机
器人的各种动作。通常，机器人的执行器包括电动机、气动元件、

液压元件等。

4.控制器

控制器是机器人控制、执行任务的中心，其控制能力决定了机
器人的运动精度和稳定性等方面的表现。目前，工业机器人的控

制器主要分为离线控制器和在线控制器两种。

二、工业机器人的控制系统原理

工业机器人的控制系统实现的原理主要是通过运动控制和任务
控制两个部分。运动控制主要利用在机器人主体上安装的运动控
制卡来控制机器人的运动轨迹和速度，而任务控制则通过编程来

实现机器人的各种操作任务。

1.运动控制

机器人的运动通过各轴的精确控制来实现，控制精度越高，机
器人的运动轨迹也就越精确。因此，运动控制系统是机器人控制

系统中最关键的部分之一。

运动控制系统一般由运动控制卡、运动控制软件和伺服驱动器
等组成。其中，运动控制卡接收主控制器发送的命令，通过软件
来实现各轴的控制和数据交换。伺服驱动器将信号转化为电动机

的运动，以实现机器人的运动。

2.任务控制

在机器人运动控制的基础上，任务控制是机器人控制系统完成
各种操作任务的关键。任务控制通过编程来实现，机器人控制系
统将程序解析为机器人动作命令，并通过运动控制系统控制机器

人的运动，以实现各种操作任务。

在任务控制系统中，我们常用的编程方式主要有离线编程和在
线编程。离线编程是在计算机上完成，编程完成后将其传输到机
器人控制系统中执行。在线编程是指在机器人控制系统中实时编

程。

三、工业机器人的控制系统应用

工业机器人的控制系统应用广泛，例如：汽车组装生产线、线
上焊接、精密加工、瓶装、喷漆等。它们可以完成高难度工作，
如高精度组装，大型物件搬运等，提高生产率，降低劳动力成本，

同时还可以提高产品的质量和一致性。

此外，在工业机器人的控制系统上，一般要特别注意控制系统
的实时性、操作提示、监测和报警机制的完善性等方面，以确保

运行的安全性和可靠性。

总之，工业机器人的控制系统在未来的工业领域中将起着越来
越重要的作用，我们需要不断加强技术研发和应用水平，提高机
器人运动控制和任务控制等方面的精准度和稳定性，以适应工业

自动化化的需求。