機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備,可以實現(xiàn)通過編輯來完成各種預(yù)期作業(yè),在構(gòu)造上和性能上具備非常多的優(yōu)點 。機械手控制系統(tǒng)是運用在機械手上的指揮“大腦”,促使機械手完成固定的運動軌跡和程序指令。
控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機械手的操作命令程序和傳感器反饋的信號,控制機械手的執(zhí)行機構(gòu)完成固定的運動和功能。如果工業(yè)機械手不具有信息反饋特性,則為開環(huán)控制系統(tǒng);如果它具有信息反饋特性,則是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。
工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)主要由主控計算機和關(guān)節(jié)伺服控制器組成。以上主控計算機主要根據(jù)操作要求完成編程,并向各伺服驅(qū)動裝置發(fā)送指令,使各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)工作。采用關(guān)節(jié)伺服控制器實現(xiàn)驅(qū)動單元的伺服控制、軌跡插補計算和系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測。機械手的測量單元一般是安裝在執(zhí)行部分的位置檢測元件(如光電編碼器)和速度檢測元件(如測速電機)。這些量反饋給控制器或用于閉環(huán)控制、監(jiān)控和教學操作。人機界面除了一般的計算機鍵盤和鼠標外,通常還包括手持控制器(教學盒),通過手持控制器對機械手進行控制和教學。
工業(yè)機械手的位置控制方式有兩種:點控制和連續(xù)路徑控制。其中,點位控制方式只關(guān)心機械手末端的起點和終點位置,而不關(guān)心這兩點之間的運動軌跡。該控制方式可在無障礙條件下完成點焊、裝卸、搬運等操作。連續(xù)路徑控制方式不僅要求機械手以一定的精度到達目標點,而且對移動軌跡也有一定的精度要求,如機器人噴漆、弧焊點操作等。這種控制方式本質(zhì)上是基于點控制方式。在前兩點之間,存在一種滿足精度要求的位置軌跡插值算法,實現(xiàn)軌跡連續(xù)性。
工業(yè)機械手通常有教學回放和位置控制兩種模式。教學復(fù)制控制是操作員通過教學裝置將操作程序的內(nèi)容編譯成程序,輸入到記憶裝置中,在給出外部啟動命令后,機械手從記憶裝置中讀取信息并發(fā)送給控制裝置,發(fā)出控制信號,并驅(qū)動機構(gòu)機械臂和一般自動化機器機械臂在一定精度范圍內(nèi)的運動。根據(jù)存儲設(shè)備中的內(nèi)容完成給定的動作。從本質(zhì)上講,工業(yè)機械手與一般自動化機械的最大區(qū)別就在于它具有“教學”和“再生產(chǎn)”的功能,因此顯得具有通用性和靈活性的“靈活性”。