機器人控制工具箱

⑴ kuka機器人控制器最多可管理多少工具

庫卡機器人默認支持4096個I/O，也可以再擴展，最多應該是8192，使用工業匯流排的話基本上需要多少就配多少，但如果使用普通的I/O模塊，裝一對普通的EL1809/2809就是16個I/O，需要多少就裝多少，懂了嗎

⑵ 機器人控制該怎麼入門

這個問題我來回答一下吧，之前在機器人家上面也遇到過相同的問題
本帖最後由 萌新 於 2017-6-2 09:19 編輯

首先，應當了解到：機器人控制（Robot Control）的目的是通過人工引入控制改善原有系統的特性，使新的系統：
1）跟蹤性能（Tracking Performance）更好，
2）抗擾動性（Diturbance Rejection）更強，
3）穩健性（Robustness）更優，
e.t.c.

機器人控制大致可以分為硬體和演算法兩個大方向：

機器人控制硬體

基本控制結構：當年，N. Wiener對神經科學很感興趣，發現其實機器的反饋控制和人的運動控制機理是相似的。控制工程中的：感測器（各種位置、速度、力感測器等）、控制器（各種處理器以及控制演算法）和驅動器（電機、液壓、氣動、記憶合金等）三部分，分別對應於人的感受器（receptor）（例如：視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺等外感受器）、神經系統（中樞和周圍神經系統）和效應器（effector）（肌肉、骨骼），只不過人的結構更加復雜。
層次控制體系：了解了控制的基本結構，剩下的事情就是設計控制系統。如今，大家設計控制系統的方法還是比較統一的，基本都可以歸結為5層的層次體系：1）主機（Host），2）運動控制器（Motion Controller），3）伺服驅動器（Servo Driver），4）電機（Motor），5）機構（Mechanism ）。

主機：主要完成人機交互（操作員控制或者調試機器），高級運算（機器人運動規劃等）。由於需要高等運算功能，這部分演算法通常是基於操作系統的，硬體載體用通用計算機即可。
運動控制器：主要用於改善機器人動力學（Robot Dynamics）。機器人的機械本身並不具備跟蹤軌跡的能力，需要外加控制來改善。由於需要大量的實時運算，這部分通常是基於實時操作系統，比如QNX等，硬體載體可以用ARM或其他。比如，工業界的工業機器人主要使用運動反饋（Motion Feedback），也即將驅動器配置為位置控制或者速度控制模式，此時運動控制器的主要用於補償傳動系統非線性性，例如：由於齒輪間隙、微小彈性變形導致的末端偏移。
伺服驅動器：主要用於改善電機動力學（Motor Dynamics）。由於電機本身物理特性並不具備良好的位置、速度和力矩跟蹤能力，因此需要依靠控制來改善。這部分需要更高的實時性能，因為電機的響應速度快，需要us級定時，所以可以使用高性能DSP。比如，直流有刷電機中轉子速度正比於反向電動勢、力矩正比於電樞電流，而沒有物理量能夠直接控制位置，此時需要外加位置控制器。
電機：充當執行器，將電信號轉化為機械運動。
機械本體：被控制的終極對象。

3.演算法的編寫：鑒於如今幾乎沒人再用Op-Amp搭建模擬計算機的事實，可以說演算法就是個編程問題。基本的編程語言能力，比如MATLAB、C、C++是必須的。設計好演算法之後，還需 面對另外幾個問題：

離散化問題（Discretization）：連續演算法的離散化是必要的，因為如今計算機都是數字系統。對於線性系統，比如電機控制，方法當然就是從s域（傳遞函數）到z域（Z變換）再到t域（差分方程）的變換，非線性的就得研究微分方程的各種數值方法了。
混合控制問題（Hybrid Control）：幾乎當前所有的機器人控制系統都不僅有一個控制模式，比如：回初始位置、運動控制模式、人工試教模式等等，每個模式需要特殊的控制演算法。單個系統存在多個控制器時被稱為混合控制系統，混合控制系統常常使用有限狀態機（Finite State Machine, FSM）建模，狀態機的切換需注意一些問題，比如芝諾問題。
通信問題（Communication）：通常機器人系統都包含幾十個，甚至上百個感測器以及幾個到十幾個驅動器，通信時常是個頭疼的問題。問題的復雜性源於：通信對象多（並發問題），順序需要協調（時序問題），通信的速率需要兼顧（阻塞問題）。個人傾向於使用基於「事件驅動模型」+「有限狀態機模型」的混合模型來處理此類問題。

機器人控制理論：控制方法千奇百怪，這里僅舉機器人臂的兩個比較經典而常用的方法：混合力位控制和阻抗控制。

混合力/位控制（Hybrid Force/Position Control）是Mark Raibert（現今Boston Dynamics老闆）和John Craig於70s末在JPL的工作成果，當時他們是在Stanford臂上做的實驗，研究例如裝配等任務時的力和位置同時控制的情況。
阻抗控制（Impedance Control）是N.Hogan的工作成果。維納晚年，對人控制機器臂很感興趣。後來，他組織了MIT的Robert Mann，Stephen Jacobsen等一夥人開發了基於肌肉電信號控制的假肢臂，叫Boston Elbow。後來，Hogan繼續Mann的工作，他覺得假肢是給人用的，不應當和工業機器人一樣具有高的剛度，而應該具有柔性，所以後來引入了阻抗。
其他控制。

建議：自己也在鑽研，共同學習吧。

首先，要建立控制理論的基本概念，如狀態方程、傳遞函數、前饋、反饋、穩定性等等，推薦Stanford大學教授Franklin的《Feedback Control of Dynamic Systems》；
關於機器人控制的入門讀物，解釋的最清晰的當屬MW Spong的《Robot modeling and control》，書中不僅詳細講解了基於機器人動力學的控制，也講解了執行器動力學與控制(也即電機控制)。
關於非線性控制理論，推薦MIT教授J.J.E. Slotine的《Applied Nonlinear Control》。

1) Harvard的Roger Brokett教授及其學生Frank Chongwoo Park等；
2) UC Berkeley的Shankar Sastry教授及其學生Richard Murray，Zexiang Li等。
3) uPenn的Vijay Kumar教授，他和他的學生Milos Zefran以及Calin Belta在90年代研究了基於Differentiable Manifold的單剛體運動學和動力學。
4）上述2）中Richard Murray的學生Andrew Lewis和Francesco Bullo等研究了基於differentiable manifold和Lagrange Mechanics的機器人動力學以及幾何控制理論（Geometric Control Theory）。

首先，把描述機器人運動學和力學搞定。J.J. Craig出版於80s的《Introction to Robotics: Mechanics and Control 》，或者R. Murray出版於90s的《A Mathematical Introction to Robotic Manipulation》都行。對於機器人的數學基礎，最新的成就是基於Differentiable Manifold（微分流形）、Lie group（李群）和Screw Theory（旋量理論）的。在這方面，個人認為以下研究團隊奠定了機器人的數學基礎理論：

再次，必要的反饋控制基礎當然是不能少的。關於控制，並不推薦把下面的教材通讀一遍，僅需要了解必要的控制理念即可。陷入繁雜的細節往往不得要領，並浪費時間。具體的問題需要研讀論文。

最後，如果是廣大的Ph.D.朋友們，硬體就不必玩了，直接上paper吧。讀paper，讀各種牛人的paper。發paper，最好往ICRA和IJRR裡面灌水。P.S.：被paper虐的吐了一口老血：-）

⑶ 一般機器人控制系統的基本單元都有什麼

你好，我是機器人包老師，專注於機器人領域。

構成機器人控制系統的基本要素包括：

(1) 電動機，提供驅動機器人運動的驅動力。

(2) 減速器，為了增加驅動力矩、降低運動速度。

(3) 驅動電路，由於直流伺服電動機或交流伺服電動機的流經電流較大，機器人常採用脈沖寬度調制（PWM）方式進行驅動。

(4) 運動特性檢測感測器，用於檢測機器人運動的位置、速度、加速度等參數。

(5) 控制系統的硬體，以計算機為基礎，採用協調級與執行級的二級結構。

(6) 控制系統的軟體，實現對機器人運動特性的計算、機器人的智能控制和機器人與人的信息交換等功能

⑷ 工業機器人的控制器包括哪幾個部分

隨著中國製造業轉型步伐的加快，機器人的使用越來越頻繁，作為工廠里的技術工程師必需了解機器人的相關技術，那麼通用機器人由什麼部件組成呢？

機器人作為一個系統，它由如下部件構成：

機械手或移動車：這是機器人的主體部分，由連桿，活動關節以及其它結構部件構成，使機器人達到空間的某一位置。如果沒有其它部件，僅機械手本身並不是機器人。

末端執行器：連接在機械手最後一個關節上的部件，它一般用來抓取物體，與其他機構連接並執行需要的任務。機器人製造上一般不設計或出售末端執行器，多數情況下，他們只提供一個簡單的抓持器。末端執行器安裝在機器人上以完成給定環境中的任務，如焊接，噴漆，塗膠以及零件裝卸等就是少數幾個可能需要機器人來完成的任務。通常，末端執行器的動作由機器人控制器直接控制，或將機器人控制器的信號傳至末端執行器自身的控制裝置（如PLC）。

工業機器人由哪些主要部件組成呢？

驅動器：驅動器是機械手的「肌肉」。常見的驅動器有伺服電機，步進電機，氣缸及液壓缸等，也還有一些用於某些特殊場合的新型驅動器，它們將在第6章進行討論。驅動器受控制器的控制。

感測器：感測器用來收集機器人內部狀態的信息或用來與外部環境進行通信。機器人控制器需要知道每個連桿的位置才能知道機器人的總體構型。人即使在完全黑暗中也會知道胳膊和腿在哪裡，這是因為肌腱內的中樞神經系統中的神經感測器將信息反饋給了人的大腦。大腦利用這些信息來測定肌肉伸縮程度進而確定胳膊和腿的狀態。對於機器人，集成在機器人內的感測器將每一個關節和連桿的信息發送給控制器，於是控制器就能決定機器人的構型。機器人常配有許多外部感測器，例如視覺系統，觸覺感測器，語言合成器等，以使機器人能與外界進行通信。

控制器：機器人控制器從計算機獲取數據，控制驅動器的動作，並與感測器反饋信息一起協調機器人的運動。假如要機器人從箱櫃里取出一個零件，它的第一個關節角度必須為35°，如果第一關節尚未達到這一角度，控制器就會發出一個信號到驅動器（輸送電流到電動機），使驅動器運動，然後通過關節上的反饋感測器（電位器或編碼器等）測量關節角度的變化，當關節達到預定角度時，停止發送控制信號。對於更復雜的機器人，機器人的運動速度和力也由控制器控制。機器人控制器與人的小腦十分相似，雖然小腦的功能沒有人的大腦功能強大，但它卻控制著人的運動。

處理器：處理器是機器人的大腦，用來計算機器人關節的運動，確定每個關節應移動多少和多遠才能達到預定的速度和位置，並且監督控制器與感測器協調動作。處理器通常就是一台計算機（專用）。它也需要擁有操作系統，程序和像監視器那樣的外部設備等。

軟體：用於機器人的軟體大致有三塊。第一塊是操作系統，用來操作計算機。第二塊是機器人軟體，它根據機器人運動方程計算每一個關節的動作，然後將這些信息傳送到控制器，這種軟體有多種級別，從機器語言到現代機器人使用的高級語言不等。第三塊是例行程序集合和應用程序，它們是為了使用機器人外部設備而開發的（例如視覺通用程序），或者是為了執行特定任務而開發的。

機器人在其工作區域內可以達到的最大距離。器人可按任意的姿態達到其工作區域內的許多點（這些點稱為靈巧點）。然而，對於其他一些接近於機器人運動范圍的極限線，則不能任意指定其姿態（這些點稱為非靈巧點）。說明：運動范圍是機器人關節長度和其構型的函數。

精度：精度是指機器人到達指定點的精確程度說明：它與驅動器的解析度以及反饋裝置有關。大多數工業機器人具有0.001英寸或更高的精度。

重復精度：重復精度是指如果動作重復多次，機器人到達同樣位置的精確程度。舉例：假設驅動機器人到達同一點100次，由於許多因素會影響機器人的位置精度，機器人不可能每次都能准確地到達同一點，但應在以該點為圓心的一個圓區范圍內。該圓的半徑是由一系列重復動作形成的，這個半徑即為重復精度。說明：重復精度比精度更為重要，如果一個機器人定位不夠精確，通常會顯示一固定的誤差，這個誤差是可以預測的，因此可以通過編程予以校正。舉例：假設一個機器人總是向右偏離0.01mm，那麼可以規定所有的位置點都向左偏移0.01mm英寸，這樣就消除了偏差。說明：如果誤差是隨機的，那它就無法預測，因此也就無法消除。重負精度限定了這種隨機誤差的范圍，通常通過一定次數地重復運行機器人來測定

⑸ 什麼叫機器人控制器,它在工業機器人里起什麼作用

不然是起到了可以減少人工的作用，一個機器就可以完成很多程序上的操作。

⑹ PLC、數控系統、機器人控制器的區別

不是，但是原理都是一樣的，用的系統不一樣，機器人有的地方用的是PLC，有的是用的單片機，數控用的是伺服系統，他的主要功能有區別的，伺服主要是控制位置比較好，靈活性稍差，而且用途差別是主要的。比如人的分工不同一樣，術業有專攻嘛

⑺ 常用的機器人控制器有(____) （1分） 1

機器人控制器作為工業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展。

常用的機器人控制器有

1. PLC控制器

2.單片機控制器

3.電腦主機CPU控制器

⑻ 機器人控制器和其他控制器有區別嗎

你好，簡單講一下PLC、數控系統、機器人控制系統吧。他們同屬於一個層面，只是PLC功能稍微簡單些。如果說不同點，他們的程序不同，控制部件不同，操作維數不同，控制精度不同而已。數控的控制系統可以完全實現機器人的功能，但是他沒有機器人的手臂，機器人也可以完成數控系統同的工作，看看5軸數銑中心，與你說的機器人差不多。對於PLC的功能就單一一些，屬於直接控制到電機了，按照設定好的步驟進行，能夠完成簡單一些的工作，雖然沒有數控系統那麼多功能，但是可以說是簡化版本的數控系統。

⑼ 大俠，我想知道pLC如何控制機器人控制器的，也就是之間是如何聯系的

我想知道你用的什麼PLC
通過IO口，數字量，模擬量
通過乙太網，網線
通過串口
通過Profibus DP
等等

⑽ matlab 與機器人工具箱怎麼使用

- 機器來人工具箱的使用，附自上一段機器人定義的標准格式代碼。

clc
clear
close all
%% 繪制機器人
m=143.5;
alpha=[pi/2 pi pi/2 pi/2 -pi/2 0];
a=[150 600 100 0 0 0];
d=[0 0 0 -615 0 100+m];
theta=[0 pi/2 0 0 pi 0];
L{1} = link([alpha(1) a(1) 0 d(1)]);
L{2} = link([alpha(2) a(2) pi/2 d(2)]);
L{3}= link([alpha(3) a(3) 0 d(3)]);
L{4} = link([alpha(4) a(4) 0 d(4)]);
L{5} = link([alpha(5) a(5) -pi d(5)]);
L{6} = link([alpha(6) a(6) 0 d(6)]);
JRB = robot(L,'JRB');
JRB.name = 'JRB';
plot(JRB,theta);
drivebot(JRB);

具體參數的含義可以多看看機器人運動學相關內容。