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混联机翼喷涂机器人轨迹规划与控制系统开发的控制系统研究（上）

时间：2017-08-29 来源：机器人在线阅读：6938

2.3喷涂机器人控制系统的研究

机器人控制系统是控制机器人实现预期运动轨迹的硬件和软件的统称。从这个定义上看，控制系统种类有很多，在控制系统的研究和使用方面尚无统一的标准，控制系统的体系结构的发展主要经历了专用控制系统和开放式控制系统这两个阶段。

专用控制阶段:早期的机器人控制系统都是由厂商基于各自的独立结构设计开发的，采用专用定制的IC和控制语言，整个系统都是封闭的，比如德国的KUKA机器人控制系统。由于这种控制系统使用的硬件和软件结构都是定制的，可移植性很差。当机器人的生产任务改变时，就得对控制系统重新设计，这需要花费很大的成本和时间。

开放式控制阶段:1981年美国国防部针对开放式控制发起了NGC(下一代控制架构)计划，其主要目的就是拟定并推广开放式体系结构的标准规范，这个项目得到了各国厂商的纷纷响应，开放式体系结构的控制系统得到了快速的发展。这种结构的最大优势就是可移植性和可互操作性，也就是说可以通过软硬件的更换、升级来胜任不同的工作场合和任务需要，以适应生产作业要求。

目前机器人控制系统基本都是采用开放式控制结构，按照其架构和实现方式的不同可以分为以下三种:

（1）以单片机为核心的控制系统

这种控制系统是运动控制器中嵌入了单片机，这是一种集成了处理器、存储器、输入输出接口等部件的单一芯片，能够独立运行，并且带有通用接口方便与其他设备通讯，这种运动控制器电路原理简洁，成本相对比较低廉。然而喷涂机器人这种对精度要求比较高，需要控制的运动非常复杂，对于运动控制器的计算量要求很大，而这种控制方式能够实现的控制算法一般都比较简单，不能修改，显然不适合喷涂机器人的技术要求。