机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述 (2).pdf

【机器人控制系统设计】是当前工业自动化领域的重要研究课题，尤其在多自由度关节型机器人的应用背景下，设计出高效、灵活、可扩展的控制系统显得尤为关键。本文将深入探讨这一主题，包括其意义、国内外研究现状及发展趋势，并指出当前控制器存在的问题。 1. **课题研究的意义** - 提升生产自动化程度：机械手在生产过程中的应用能够自动化物料传输、工件装卸、工具更换等，提高生产效率，降低成本。 - 改善劳动条件：在恶劣工作环境中，机械手能替代人类执行任务，保障人员安全，降低职业风险。 - 提高生产节奏：机械手连续作业，减少人力需求，便于实现有节奏的生产。 2. **国内外研究现状和发展趋势** - 开放式结构控制器：传统封闭式控制器的局限性促使研究人员转向开放式、模块化、标准化的控制器开发。如日本安川公司的PC基控制器，展现出开放式结构和网络功能。 - 模块化设计：新型控制器强调模块化，方便安装、维护，增强系统可靠性，同时提供灵活的功能扩展。 - 实时性与多任务处理：控制器需要快速响应中断，支持多任务并行，确保高效运行。 - 网络通信：通过网络连接实现多机器人协同工作和资源共享。 - 人机交互界面：直观、友好的人机界面提升操作体验。 3. **目前机器人控制器存在的问题** - 结构封闭：传统控制器基于专用硬件和软件，限制了其适应性和升级潜力。 - 技术更新迅速：快速发展的软硬件技术使得构建完全开放的标准化控制器面临挑战。 - 功能集成：随着智能机器人技术的发展，控制器需处理更复杂的任务，如力/位置混合控制、多肢体协调，对集成能力提出更高要求。 面对这些问题，研究人员正在利用工业PC的开放性、安全性和联网性，结合实时操作系统、标准总线结构和接口，致力于打破封闭结构，开发出更具竞争力的机器人控制系统。例如，Delta Tau公司的PMAC控制器，利用DSP技术实现了多轴运动控制，展现了强大的性能和灵活性。 未来，机器人控制系统的设计将继续向着智能化、模块化和网络化方向发展，以满足不断提升的机器人性能需求和复杂应用场景。通过持续的技术创新，我们有望见证机器人控制系统在工业生产、服务领域乃至更多行业中发挥更大作用，推动整个社会的自动化进程。