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機械手臂控制裝置

文章作者:admin發布時間:2017-03-27 16:09瀏覽次數:

機械手臂控制裝置

產品簡介:機械手臂控制裝置產品介紹 機械手臂控制裝置 作為工業機械手臂核心的零部件,對機械手臂的性能起著決定性的影響,影響著機械手臂的發展。 機械手臂控制裝置具備能力 (1) 開放式系統結構采用

內容詳情

 
機械手臂控制裝置產品介紹
 
  作為工業機械手臂核心的零部件,對機械手臂的性能起著決定性的影響,影響著機械手臂的發展。
機械手臂控制裝置具備能力
 
  (1) 開放式系統結構采用開放式軟件、硬件結構,可以根據需要方便的擴充功能,使其適用不同類型機械手臂或機械手臂化自動生產線。
  (2) 合理的模塊化設計對硬件來說,根據系統要求和電氣特點,按模塊化設計,這不僅方便安裝和維護,而且提高了系統的可靠性,系統結構也更為緊湊。
  (3) 有效的任務劃分不同的子任務由不同的功能模塊實現 ,以利于修改、添加、配置功能。
  (4) 實時性,機械手臂控制器須能在確定的時間內完成對外部中斷的處理 ,并且可以使多個任務同時進行。
  (5) 網絡通訊功能利用網絡通訊的功能,以便于實現資源共享或多臺機械手臂協同工作。
  (6)形象直觀的人機接口。
機械手臂控制裝置產品類型
 
  機械手臂控制器是根據指令以及傳感信息控制機械手臂完成動作或作業任務的裝置,它是機械手臂的心臟,決定了機械手臂性能的優劣,從機械手臂控制算法的處理方式來看,可分為串行、并行兩種結構類型。
 
  串行處理結構
  所謂的串行處理結構是指機械手臂的控制算法是由串行機來處理,對于這種類型的控制器,從計算機結構、控制方式來劃分,又可分為以下幾種:
    (1) 單CPU 結構、集中控制方式用一臺功能較強的計算機實現全部控制功能,在早期的機械手臂中 ,如 Hero-I, Robo t-I等 ,就采用這種結構,但控制過程中需要許多計算 (如坐標變換 ) ,因此這種控制結構速度較慢。
    (2) 二級 CPU結構、主從式控制方式 CPU 為主機,擔當系統管理、機械手臂語言編譯和人機接口功能 ,同時也利用它的運算能力完成坐標變換、軌跡插補,并定時地把運算結果作為關節運動的增量送到公用內存,供二級 CPU讀取;二級CPU完成全部關節位置數字控制.這類系統的兩個CPU總線之間基本沒有聯系 ,僅通過公用內存交換數據 ,是一個松耦合的關系.對采用更多的 CPU 進一步分散功能是很困難的.日本于 70年代生產的 M otoma n機械手臂 ( 5關節 ,直流電機驅動 )的計算機系統就屬于這種主從式結構。
    (3) 多CPU 結構、分布式控制方式。目前,普遍采用這種上、下位機二級分布式結構,上位機負責整個系統管理以及運動學計算、軌跡規劃等。下位機由多 C PU組成 ,每個 CPU控制一個關節運動,這些 CPU和主控機聯系是通過總線形式的緊耦合,這種結構的控制器工作速度和控制性能明顯提高。但這些多CPU系統共有的特征都是針對具體問題而采用的功能分布式結構,即每個處理器承擔固定任務,目前世界上大多數商品化機械手臂控制器都是這種結構。
    控制器計算機控制系統中的位置控制部分,幾乎無例外地采用數字式位置控制。
    以上幾種類型的控制器都是采用串行機來計算機械手臂控制算法,它們存在一個共同的弱點:計算負擔重、實時性差.所以大多采用離線規劃和前饋補償解耦等知識來減輕實時控制中的計算負擔,當機械手臂在運行中受到干擾時其性能將受到影響,更難以保證高速運動中所要求的精度指標。
  并行處理結構
    并行處理技術是提高計算速度的一個重要而有效的手段,能滿足機械手臂控制的實時性要求,從文獻來看,關于機械手臂控制器并行處理技術,人們研究較多的是機械手臂運動學和動力學的并行算法及其實現 .關節型機械手臂的動力學方程是一組非線性強耦合的二階微分方程,計算十分復雜,提高機械手臂     動力學算法計算速度也為實現復雜的控制算法如: 計算力矩法、非線性前饋法、自適應控制法等打下基礎。開發并行算法的途徑之一就是改造串行算法 ,使之并行化,然后將算法映射到并行結構 .一般有兩種方式 ,一是考慮給定的并行處理器結構 ,根據處理器結構所支持的計算模型 ,開發算法的并行性;二是首先開發算法的并行性 ,然后設計支持該算法的并行處理器結構 ,以達到并行效率。 
 

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