機器人控制器作為工業(yè)機器人最為核心的零部件之一，對機器人的性能起著決定性的影響，在一定程度上影響著機器人的發(fā)展。一般由四個部分組成：輸入、輸出、控制元件和算法。在一個簡易的機器人系統(tǒng)里，分別對應(yīng)的原件是：

　　1、輸入：傳感器，包含聲吶、紅外、攝像頭、陀螺儀、加速度計、羅盤等;

　　2、輸出：控制元件，一般是電機;

　　3、控制算法：控制板，從小到單片機，大到微機來實現(xiàn);

　　4、控制目標：比如機器人的路徑跟蹤。

　　機器人控制系統(tǒng)的定義

　　機器人控制系統(tǒng)的功能是接收來自傳感器的檢測信號，根據(jù)操作任務(wù)的要求，驅(qū)動機械臂中的各個電動機，就像人的活動需要依賴自身的關(guān)節(jié)一樣，機器人的運動控制離不開傳感器。機器人需要用傳感器來檢測各種狀態(tài)，機器人的內(nèi)部傳感器信號被用來反映機械臂關(guān)節(jié)的實際運動狀態(tài)，機器人的外部傳感器信號被用來檢測工作環(huán)境的變化，所以機器人的神經(jīng)與大腦組合起來才能成一個完整的機器人控制系統(tǒng)。

　　機器人運動控制系統(tǒng)4大構(gòu)成

　　執(zhí)行機構(gòu)：伺服電機或步進電機;

　　驅(qū)動機構(gòu)：伺服或者步進驅(qū)動器;

　　控制機構(gòu)：運動控制器，做路徑和電機聯(lián)動的算法運算控制;

　　控制方式：有固定執(zhí)行動作方式的，那就編好固定參數(shù)的程序給運動控制器;如果有加視覺系統(tǒng)或者其他傳感器的，根據(jù)傳感器信號，就編好不固定參數(shù)的程序給運動控制器。

　　工業(yè)機器人控制系統(tǒng)介紹

　　(1)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　控制器是機器人系統(tǒng)的核心，國外有關(guān)公司對我國實行嚴密技術(shù)封鎖，國內(nèi)技術(shù)發(fā)展受到限制，近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器的性能越來越高，但價格則越來越便宜，目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了1-2美金的32位微處理器。

　　高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發(fā)展機遇，使開發(fā)低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了保證系統(tǒng)具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人控制器多采用計算能力較強的Arm系列、DSP系列、POWER PC系列、Intel系列等芯片組成。

　　(2)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　在控制器體系結(jié)構(gòu)方面，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規(guī)范。在開放式控制器體系結(jié)構(gòu)研究方面，有兩種基本結(jié)構(gòu)，一種是基于硬件層次劃分的結(jié)構(gòu)，該類型結(jié)構(gòu)比較簡單，在日本，體系結(jié)構(gòu)以硬件為基礎(chǔ)來劃分，如三菱重工株式會社將其生產(chǎn)的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結(jié)構(gòu)劃分為五層結(jié)構(gòu);另一種是基于功能劃分的結(jié)構(gòu)，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控制器體系結(jié)構(gòu)研究和發(fā)展的方向。

　　機器人控制系統(tǒng)的基本功能

　　(1)記憶功能：存儲作業(yè)順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息;

　　(2)示教功能：離線編程，在線示教，間接示教。在線示教包括示教盒和導引示教兩種;

　　(3)與外圍設(shè)備聯(lián)系功能：輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、同步接口;

　　(4)坐標設(shè)置功能：有關(guān)節(jié)、絕對、工具、用戶自定義四種坐標系;

　　(5)人機接口：示教盒、操作面板、顯示屏;

　　(6)傳感器接口：位置檢測、視覺、觸覺、力覺等;

　　(7)位置伺服功能：機器人多軸聯(lián)動、運動控制、速度和加速度控制、動態(tài)補償?shù)?

　　(8)故障診斷安全保護功能：運行時系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護和故障自診斷。