工業(yè)機(jī)器人控制裝置,機(jī)械手傳動(dòng)裝置

　　無(wú)知覺的工業(yè)機(jī)器人控制裝置，就是控制機(jī)器人機(jī)械手各環(huán)節(jié)移動(dòng)的程序控制裝置以及同生產(chǎn)設(shè)備相聯(lián)系的裝置。圖1給出了無(wú)知覺的工業(yè)機(jī)器人的一般控制方塊圖。在控制臺(tái)上給出所要求的工作狀態(tài)，并顯示機(jī)械手和控制裝置的實(shí)際工作狀態(tài)，工作程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中。控制位置部件的作用是用機(jī)械手和生產(chǎn)設(shè)備的傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)給定的坐標(biāo)或軌跡。控制轉(zhuǎn)換部件的作用是檢測(cè)前一步程序完成的情況，存儲(chǔ)已完成的程序號(hào)碼，并給出執(zhí)行下一步程序的信號(hào)。時(shí)間裝置用來(lái)按程序形成一定的時(shí)間滯后。記憶裝置、控制轉(zhuǎn)換部件和時(shí)間裝置聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成了程序時(shí)間裝置。對(duì)任何程序控制裝置它們都是最基本的裝置。

　　工業(yè)機(jī)器人控制裝置：

　　在圖1所示的方塊圖中，給出了控制裝置同操作者、機(jī)械手各環(huán)節(jié)的傳動(dòng)裝置、機(jī)器人行走裝置的傳動(dòng)裝置、生存設(shè)備等之間的聯(lián)系，同時(shí)也表示出了各種裝置的各個(gè)部件之間的內(nèi)部聯(lián)系。以帶箭頭的黑粗線表示機(jī)器人編程序時(shí)的聯(lián)系；以帶箭頭的二根西線夾空白恩德線表示再現(xiàn)程序時(shí)的聯(lián)系；以帶箭頭二根線中間夾有細(xì)斜線的線表示編程序和再現(xiàn)程序二種情況下共用的聯(lián)系；以帶箭頭的細(xì)實(shí)線表示執(zhí)行完一步程序的信號(hào)以及轉(zhuǎn)換程序的指令；以虛線表示機(jī)器聯(lián)系。

　　按預(yù)先編好的不變程序進(jìn)行工作的無(wú)知覺機(jī)器人，在有關(guān)要求的作用信息方面，操作者是**的信息源。信息以程序形式存入機(jī)器人的存儲(chǔ)裝置中，然后機(jī)器人在自動(dòng)工作狀態(tài)下執(zhí)行這一程序，機(jī)器人從外部再得不到其他任何信息。因此，在編制機(jī)器人程序之前，操作者要確定機(jī)器人動(dòng)作的順序和為完成所要求的工作應(yīng)接入的生產(chǎn)設(shè)備順序。之后，編制見其人動(dòng)作程序，并將程序存儲(chǔ)到控制裝置的存儲(chǔ)器中去。編制程序和存儲(chǔ)程序的方法有：

　　（1）計(jì)算程序，隨之把程序輸入到存儲(chǔ)裝置中。在這種情況下，信息傳遞的順序是：操作者——控制臺(tái)——存儲(chǔ)裝置。

　　（2）在控制臺(tái)用手控制機(jī)器手的狀態(tài)下，在完成一次典型的操作的過(guò)程中，在示教的同時(shí)輸入程序。在這樣情況下，實(shí)現(xiàn)手控的順序是操作者——控制臺(tái)——控制位置部件——機(jī)器手。而輸入程序的順序是：機(jī)器手敏感裝置——存儲(chǔ)裝置。輸入信息的指令傳遞途徑是：控制臺(tái)——控制轉(zhuǎn)換部件——存儲(chǔ)裝置。

　　（3）操作人員用手使機(jī)器人機(jī)械手產(chǎn)生機(jī)械位移，進(jìn)行示數(shù)的同時(shí)輸入程序。輸入程序的實(shí)現(xiàn)和前一樣情況相同。

　　當(dāng)處于按程序進(jìn)行自動(dòng)工作的狀態(tài)，信號(hào)從控制裝置輸出端加到機(jī)械手和機(jī)器人行走裝置的傳動(dòng)裝置以及生產(chǎn)設(shè)備。它們?cè)谛盘?hào)作用下按程序完成給定的運(yùn)動(dòng)。

　　機(jī)械手傳動(dòng)裝置：

　　程序信息是按一定結(jié)構(gòu)組成的，其中包括關(guān)于被控制環(huán)節(jié)所要求位置的信息單元及實(shí)現(xiàn)該要求位置的時(shí)間信息單元，這些單元由轉(zhuǎn)換指令聯(lián)結(jié)起來(lái)（動(dòng)作順序信息）。離散或模擬形式的相應(yīng)于機(jī)器人單元操作的數(shù)字（指令）乃是最簡(jiǎn)單的單元程序信息。機(jī)械手一個(gè)環(huán)節(jié)的移動(dòng)、手爪的抓緊-張開、延遲時(shí)間、發(fā)布生產(chǎn)指令等都是單元操作。根據(jù)不同的單元操作，單元程序信息相應(yīng)的數(shù)字包含有從一個(gè)比特信息（如開關(guān)型操作）到13～14個(gè)比特信息（如機(jī)械手環(huán)節(jié)的精確移動(dòng)）。

　　有完整意義的一組單元操作（例如，當(dāng)各環(huán)節(jié)協(xié)同工作時(shí)，機(jī)械手手爪移動(dòng)到某一點(diǎn)），它對(duì)應(yīng)于按著總的要求聯(lián)合執(zhí)行的一組數(shù)字，即程序段。許多程序段能夠組合成一個(gè)子程序，這一子程序?qū)?yīng)于機(jī)器人的完整的、不太長(zhǎng)的動(dòng)作序列。

　　再現(xiàn)程序時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)在控制裝置中的再現(xiàn)程序的規(guī)定確定送出各個(gè)數(shù)字、程序段和子程序的順序。再現(xiàn)程序的規(guī)定可以是正規(guī)的再現(xiàn)順序，或者是根據(jù)機(jī)器人的一定的內(nèi)外條件有變化的再現(xiàn)順序。

　　內(nèi)部條件通常是由控臺(tái)給出或者存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中。考慮內(nèi)部條件可使控制產(chǎn)生附加的功能。舉例說(shuō)，根據(jù)計(jì)數(shù)器給出的數(shù)字多次執(zhí)行個(gè)別程序段；根據(jù)執(zhí)行循環(huán)的號(hào)碼改變個(gè)別程序指令等等。因?yàn)橛刹僮髡呓o定的內(nèi)部條件在執(zhí)行程序過(guò)程中是不變的，所以考慮內(nèi)部條件的工資，自然還是屬于按已編制好的算法進(jìn)行工作的。裝箱就是考慮內(nèi)部條件的一個(gè)典型例子，這時(shí)必須考慮能裝入箱內(nèi)的零件數(shù)，并且要考慮裝箱過(guò)程中從一個(gè)工作循環(huán)到另一個(gè)工作循環(huán)時(shí)箱內(nèi)格位的變化。

　　外部工作條件的信息以生產(chǎn)流程的信號(hào)形式加到機(jī)器人控制裝置中，并且能使機(jī)器人在工作過(guò)程中轉(zhuǎn)換到其它程序，執(zhí)行或跳過(guò)個(gè)別程序段、改變個(gè)別程序指令，轉(zhuǎn)換成考慮內(nèi)部條件的工作狀態(tài)等等。這就使得機(jī)器人能夠靈活地反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程的變化，當(dāng)編織機(jī)器人機(jī)械手的程序時(shí)已預(yù)先考慮了這種變化。所以現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人控制裝置，都能按照預(yù)先規(guī)定的為數(shù)不多的（5～10個(gè)）內(nèi)外條件的信號(hào)進(jìn)行控制。內(nèi)部或外部條件信號(hào)加到控制裝置的控制轉(zhuǎn)換部件中去（參看圖1），并改變執(zhí)行下一個(gè)指令的號(hào)碼。

　　確定控制轉(zhuǎn)換部件的裝置的原則是，產(chǎn)生已處理完當(dāng)前的程序段的標(biāo)志，并準(zhǔn)備處理下一個(gè)程序段的信號(hào)。可利用如下三種基本原則產(chǎn)生這種信號(hào)；根據(jù)傳感器的信息、按照時(shí)間原則或按照二者的組合的原則產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號(hào)。

　　在**種情況下，當(dāng)完成前一個(gè)單元操作時(shí)，由傳感器發(fā)出一系列信號(hào)或者由控制位置的部件發(fā)出信號(hào)。在第二種情況下，每經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間間隔（代表給定的這一步的時(shí)間）就由時(shí)間裝置發(fā)出向下一步轉(zhuǎn)換的信號(hào)。在第三種情況下，對(duì)不同的步子，或者按**種原則，或者按第二種原則發(fā)出信號(hào)。

　　按時(shí)間原則就不需要由傳感器產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號(hào)。在這種情況下，或者在每一步開始時(shí)由被觸發(fā)的時(shí)間裝置發(fā)出轉(zhuǎn)換程序信號(hào)，或者在開始執(zhí)行程序循環(huán)時(shí)，由被觸發(fā)的計(jì)數(shù)裝置發(fā)出轉(zhuǎn)換程序信號(hào)。在這種情況下，并沒(méi)有證明程序是否實(shí)際已被執(zhí)行了。

　　控制轉(zhuǎn)換部件通常包括步數(shù)記錄器、程序轉(zhuǎn)換交換器和執(zhí)行信號(hào)同步觸發(fā)電路。