机器人作为新兴科技产业,被视作可替代人类的产品。尤其是新冠疫情爆发,国内国外明显出现劳动力短缺现象,为保证工作效率及日常运行,纷纷引入机器人填补人员空缺,而机器人控制器是机器人的心脏,今天将以机器人控制器为主角,浅谈机器人控制器。
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机器人控制器是机器人核心部件之一,它的作用是控制机器人完成动作或作业人物,它决定着机器人性能的优劣,在一定程度上影响机器人发展。
随着科技迭代更新,目前机器人的发展已演化至第三代:
第一代:可编程的示教再现性机器人
第二代:基于传感器控制具有一定自主能力的机器人
第三代:智能机器人
由于人工智能、计算机科学及传感器多种相关学科技术的进步,使得机器人研究在高水平上进行,也对机器人控制器提出了更高的要求。
根据机器人控制算法的处理方式,机器人控制器可分为串行、并行两种结构类型。
串行处理结构
串行处理结构是指机器人的控制算法由串行机处理,主要分类如下:
1、单CPU结构、集中控制方式以一台计算机实现全部控制功能
早期机器人采用该处理结构,但因计算机量较大,速度慢,被弃用。
2、二级CPU结构、主从控制方式
一级CPU为主机,负责系统管理、语言编译和人机接口等多种功能,为二级CPU提供多种数据读取;二级CPU负责机器人全部关节位置数字控制。
3、多CPU结构、分布式控制方式
是上下位机二级分布式结构,上位机负责机器人整个系统管理、轨迹规划等,下位机由多CPU组成,每个CPU控制一个关节活动。这些CPU和主控机联系是通过总线形式的紧耦合,处理速度和工作性能大大提高,大多数机器人采用该处理结构。
以上类型的控制器都是采用串行机控制机器人,缺点是计算负担重,实时性差,难以保证高速运动中的精度指标。
并行处理结构
并行处理技术是提高计算速度的重要手段,能满足机器人控制器的实时性要求。
以上是机器人控制器的基础知识,希望对读者有所帮助。