工業(yè)機器人控制裝置,機械手傳動裝置

　　無知覺的工業(yè)機器人控制裝置，就是控制機器人機械手各環(huán)節(jié)移動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給出了無知覺的工業(yè)機器人的一般控制方塊圖。在控制臺上給出所要求的工作狀態(tài)，并顯示機械手和控制裝置的實際工作狀態(tài)，工作程序存儲在存儲裝置中?？刂莆恢貌考淖饔檬怯脵C械手和生產(chǎn)設(shè)備的傳動裝置來實現(xiàn)給定的坐標或軌跡?？刂妻D(zhuǎn)換部件的作用是檢測前一步程序完成的情況，存儲已完成的程序號碼，并給出執(zhí)行下一步程序的信號。時間裝置用來按程序形成一定的時間滯后。記憶裝置、控制轉(zhuǎn)換部件和時間裝置聯(lián)合起來構(gòu)成了程序時間裝置。對任何程序控制裝置它們都是最基本的裝置。

　　工業(yè)機器人控制裝置：

　　在圖1所示的方塊圖中，給出了控制裝置同操作者、機械手各環(huán)節(jié)的傳動裝置、機器人行走裝置的傳動裝置、生存設(shè)備等之間的聯(lián)系，同時也表示出了各種裝置的各個部件之間的內(nèi)部聯(lián)系。以帶箭頭的黑粗線表示機器人編程序時的聯(lián)系；以帶箭頭的二根西線夾空白恩德線表示再現(xiàn)程序時的聯(lián)系；以帶箭頭二根線中間夾有細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；以帶箭頭的細實線表示執(zhí)行完一步程序的信號以及轉(zhuǎn)換程序的指令；以虛線表示機器聯(lián)系。

　　按預(yù)先編好的不變程序進行工作的無知覺機器人，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器人的存儲裝置中，然后機器人在自動工作狀態(tài)下執(zhí)行這一程序，機器人從外部再得不到其他任何信息。因此，在編制機器人程序之前，操作者要確定機器人動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，編制見其人動作程序，并將程序存儲到控制裝置的存儲器中去。編制程序和存儲程序的方法有：

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

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

　?。?）操作人員用手使機器人機械手產(chǎn)生機械位移，進行示數(shù)的同時輸入程序。輸入程序的實現(xiàn)和前一樣情況相同。

　　當處于按程序進行自動工作的狀態(tài)，信號從控制裝置輸出端加到機械手和機器人行走裝置的傳動裝置以及生產(chǎn)設(shè)備。它們在信號作用下按程序完成給定的運動。

　　機械手傳動裝置：

　　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現(xiàn)該要求位置的時間信息單元，這些單元由轉(zhuǎn)換指令聯(lián)結(jié)起來（動作順序信息）。離散或模擬形式的相應(yīng)于機器人單元操作的數(shù)字（指令）乃是最簡單的單元程序信息。機械手一個環(huán)節(jié)的移動、手爪的抓緊-張開、延遲時間、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)字包含有從一個比特信息（如開關(guān)型操作）到13～14個比特信息（如機械手環(huán)節(jié)的精確移動）。

　　有完整意義的一組單元操作（例如，當各環(huán)節(jié)協(xié)同工作時，機械手手爪移動到某一點），它對應(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子程序，這一子程序?qū)?yīng)于機器人的完整的、不太長的動作序列。

　　再現(xiàn)程序時，根據(jù)存儲在控制裝置中的再現(xiàn)程序的規(guī)定確定送出各個數(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給出或者存儲在存儲裝置中?？紤]內(nèi)部條件可使控制產(chǎn)生附加的功能。舉例說，根據(jù)計數(shù)器給出的數(shù)字多次執(zhí)行個別程序段；根據(jù)執(zhí)行循環(huán)的號碼改變個別程序指令等等。因為由操作者給定的內(nèi)部條件在執(zhí)行程序過程中是不變的，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行工作的。裝箱就是考慮內(nèi)部條件的一個典型例子，這時必須考慮能裝入箱內(nèi)的零件數(shù)，并且要考慮裝箱過程中從一個工作循環(huán)到另一個工作循環(huán)時箱內(nèi)格位的變化。

　　外部工作條件的信息以生產(chǎn)流程的信號形式加到機器人控制裝置中，并且能使機器人在工作過程中轉(zhuǎn)換到其它程序，執(zhí)行或跳過個別程序段、改變個別程序指令，轉(zhuǎn)換成考慮內(nèi)部條件的工作狀態(tài)等等。這就使得機器人能夠靈活地反應(yīng)生產(chǎn)過程的變化，當編織機器人機械手的程序時已預(yù)先考慮了這種變化。所以現(xiàn)代的工業(yè)機器人控制裝置，都能按照預(yù)先規(guī)定的為數(shù)不多的（5～10個）內(nèi)外條件的信號進行控制。內(nèi)部或外部條件信號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)行下一個指令的號碼。

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

　　在**種情況下，當完成前一個單元操作時，由傳感器發(fā)出一系列信號或者由控制位置的部件發(fā)出信號。在第二種情況下，每經(jīng)過一定的時間間隔（代表給定的這一步的時間）就由時間裝置發(fā)出向下一步轉(zhuǎn)換的信號。在第三種情況下，對不同的步子，或者按**種原則，或者按第二種原則發(fā)出信號。

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