机器人控制工具箱

⑴ kuka机器人控制器最多可管理多少工具

库卡机器人默认支持4096个I/O，也可以再扩展，最多应该是8192，使用工业总线的话基本上需要多少就配多少，但如果使用普通的I/O模块，装一对普通的EL1809/2809就是16个I/O，需要多少就装多少，懂了吗

⑵ 机器人控制该怎么入门

这个问题我来回答一下吧，之前在机器人家上面也遇到过相同的问题
本帖最后由 萌新 于 2017-6-2 09:19 编辑

首先，应当了解到：机器人控制（Robot Control）的目的是通过人工引入控制改善原有系统的特性，使新的系统：
1）跟踪性能（Tracking Performance）更好，
2）抗扰动性（Diturbance Rejection）更强，
3）稳健性（Robustness）更优，
e.t.c.

机器人控制大致可以分为硬件和算法两个大方向：

机器人控制硬件

基本控制结构：当年，N. Wiener对神经科学很感兴趣，发现其实机器的反馈控制和人的运动控制机理是相似的。控制工程中的：传感器（各种位置、速度、力传感器等）、控制器（各种处理器以及控制算法）和驱动器（电机、液压、气动、记忆合金等）三部分，分别对应于人的感受器（receptor）（例如：视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等外感受器）、神经系统（中枢和周围神经系统）和效应器（effector）（肌肉、骨骼），只不过人的结构更加复杂。
层次控制体系：了解了控制的基本结构，剩下的事情就是设计控制系统。如今，大家设计控制系统的方法还是比较统一的，基本都可以归结为5层的层次体系：1）主机（Host），2）运动控制器（Motion Controller），3）伺服驱动器（Servo Driver），4）电机（Motor），5）机构（Mechanism ）。

主机：主要完成人机交互（操作员控制或者调试机器），高级运算（机器人运动规划等）。由于需要高等运算功能，这部分算法通常是基于操作系统的，硬件载体用通用计算机即可。
运动控制器：主要用于改善机器人动力学（Robot Dynamics）。机器人的机械本身并不具备跟踪轨迹的能力，需要外加控制来改善。由于需要大量的实时运算，这部分通常是基于实时操作系统，比如QNX等，硬件载体可以用ARM或其他。比如，工业界的工业机器人主要使用运动反馈（Motion Feedback），也即将驱动器配置为位置控制或者速度控制模式，此时运动控制器的主要用于补偿传动系统非线性性，例如：由于齿轮间隙、微小弹性变形导致的末端偏移。
伺服驱动器：主要用于改善电机动力学（Motor Dynamics）。由于电机本身物理特性并不具备良好的位置、速度和力矩跟踪能力，因此需要依靠控制来改善。这部分需要更高的实时性能，因为电机的响应速度快，需要us级定时，所以可以使用高性能DSP。比如，直流有刷电机中转子速度正比于反向电动势、力矩正比于电枢电流，而没有物理量能够直接控制位置，此时需要外加位置控制器。
电机：充当执行器，将电信号转化为机械运动。
机械本体：被控制的终极对象。

3.算法的编写：鉴于如今几乎没人再用Op-Amp搭建模拟计算机的事实，可以说算法就是个编程问题。基本的编程语言能力，比如MATLAB、C、C++是必须的。设计好算法之后，还需 面对另外几个问题：

离散化问题（Discretization）：连续算法的离散化是必要的，因为如今计算机都是数字系统。对于线性系统，比如电机控制，方法当然就是从s域（传递函数）到z域（Z变换）再到t域（差分方程）的变换，非线性的就得研究微分方程的各种数值方法了。
混合控制问题（Hybrid Control）：几乎当前所有的机器人控制系统都不仅有一个控制模式，比如：回初始位置、运动控制模式、人工试教模式等等，每个模式需要特殊的控制算法。单个系统存在多个控制器时被称为混合控制系统，混合控制系统常常使用有限状态机（Finite State Machine, FSM）建模，状态机的切换需注意一些问题，比如芝诺问题。
通信问题（Communication）：通常机器人系统都包含几十个，甚至上百个传感器以及几个到十几个驱动器，通信时常是个头疼的问题。问题的复杂性源于：通信对象多（并发问题），顺序需要协调（时序问题），通信的速率需要兼顾（阻塞问题）。个人倾向于使用基于“事件驱动模型”+“有限状态机模型”的混合模型来处理此类问题。

机器人控制理论：控制方法千奇百怪，这里仅举机器人臂的两个比较经典而常用的方法：混合力位控制和阻抗控制。

混合力/位控制（Hybrid Force/Position Control）是Mark Raibert（现今Boston Dynamics老板）和John Craig于70s末在JPL的工作成果，当时他们是在Stanford臂上做的实验，研究例如装配等任务时的力和位置同时控制的情况。
阻抗控制（Impedance Control）是N.Hogan的工作成果。维纳晚年，对人控制机器臂很感兴趣。后来，他组织了MIT的Robert Mann，Stephen Jacobsen等一伙人开发了基于肌肉电信号控制的假肢臂，叫Boston Elbow。后来，Hogan继续Mann的工作，他觉得假肢是给人用的，不应当和工业机器人一样具有高的刚度，而应该具有柔性，所以后来引入了阻抗。
其他控制。

建议：自己也在钻研，共同学习吧。

首先，要建立控制理论的基本概念，如状态方程、传递函数、前馈、反馈、稳定性等等，推荐Stanford大学教授Franklin的《Feedback Control of Dynamic Systems》；
关于机器人控制的入门读物，解释的最清晰的当属MW Spong的《Robot modeling and control》，书中不仅详细讲解了基于机器人动力学的控制，也讲解了执行器动力学与控制(也即电机控制)。
关于非线性控制理论，推荐MIT教授J.J.E. Slotine的《Applied Nonlinear Control》。

1) Harvard的Roger Brokett教授及其学生Frank Chongwoo Park等；
2) UC Berkeley的Shankar Sastry教授及其学生Richard Murray，Zexiang Li等。
3) uPenn的Vijay Kumar教授，他和他的学生Milos Zefran以及Calin Belta在90年代研究了基于Differentiable Manifold的单刚体运动学和动力学。
4）上述2）中Richard Murray的学生Andrew Lewis和Francesco Bullo等研究了基于differentiable manifold和Lagrange Mechanics的机器人动力学以及几何控制理论（Geometric Control Theory）。

首先，把描述机器人运动学和力学搞定。J.J. Craig出版于80s的《Introction to Robotics: Mechanics and Control 》，或者R. Murray出版于90s的《A Mathematical Introction to Robotic Manipulation》都行。对于机器人的数学基础，最新的成就是基于Differentiable Manifold（微分流形）、Lie group（李群）和Screw Theory（旋量理论）的。在这方面，个人认为以下研究团队奠定了机器人的数学基础理论：

再次，必要的反馈控制基础当然是不能少的。关于控制，并不推荐把下面的教材通读一遍，仅需要了解必要的控制理念即可。陷入繁杂的细节往往不得要领，并浪费时间。具体的问题需要研读论文。

最后，如果是广大的Ph.D.朋友们，硬件就不必玩了，直接上paper吧。读paper，读各种牛人的paper。发paper，最好往ICRA和IJRR里面灌水。P.S.：被paper虐的吐了一口老血：-）

⑶ 一般机器人控制系统的基本单元都有什么

你好，我是机器人包老师，专注于机器人领域。

构成机器人控制系统的基本要素包括：

(1) 电动机，提供驱动机器人运动的驱动力。

(2) 减速器，为了增加驱动力矩、降低运动速度。

(3) 驱动电路，由于直流伺服电动机或交流伺服电动机的流经电流较大，机器人常采用脉冲宽度调制（PWM）方式进行驱动。

(4) 运动特性检测传感器，用于检测机器人运动的位置、速度、加速度等参数。

(5) 控制系统的硬件，以计算机为基础，采用协调级与执行级的二级结构。

(6) 控制系统的软件，实现对机器人运动特性的计算、机器人的智能控制和机器人与人的信息交换等功能

⑷ 工业机器人的控制器包括哪几个部分

随着中国制造业转型步伐的加快，机器人的使用越来越频繁，作为工厂里的技术工程师必需了解机器人的相关技术，那么通用机器人由什么部件组成呢？

机器人作为一个系统，它由如下部件构成：

机械手或移动车：这是机器人的主体部分，由连杆，活动关节以及其它结构部件构成，使机器人达到空间的某一位置。如果没有其它部件，仅机械手本身并不是机器人。

末端执行器：连接在机械手最后一个关节上的部件，它一般用来抓取物体，与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造上一般不设计或出售末端执行器，多数情况下，他们只提供一个简单的抓持器。末端执行器安装在机器人上以完成给定环境中的任务，如焊接，喷漆，涂胶以及零件装卸等就是少数几个可能需要机器人来完成的任务。通常，末端执行器的动作由机器人控制器直接控制，或将机器人控制器的信号传至末端执行器自身的控制装置（如PLC）。

工业机器人由哪些主要部件组成呢？

驱动器：驱动器是机械手的“肌肉”。常见的驱动器有伺服电机，步进电机，气缸及液压缸等，也还有一些用于某些特殊场合的新型驱动器，它们将在第6章进行讨论。驱动器受控制器的控制。

传感器：传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。机器人控制器需要知道每个连杆的位置才能知道机器人的总体构型。人即使在完全黑暗中也会知道胳膊和腿在哪里，这是因为肌腱内的中枢神经系统中的神经传感器将信息反馈给了人的大脑。大脑利用这些信息来测定肌肉伸缩程度进而确定胳膊和腿的状态。对于机器人，集成在机器人内的传感器将每一个关节和连杆的信息发送给控制器，于是控制器就能决定机器人的构型。机器人常配有许多外部传感器，例如视觉系统，触觉传感器，语言合成器等，以使机器人能与外界进行通信。

控制器：机器人控制器从计算机获取数据，控制驱动器的动作，并与传感器反馈信息一起协调机器人的运动。假如要机器人从箱柜里取出一个零件，它的第一个关节角度必须为35°，如果第一关节尚未达到这一角度，控制器就会发出一个信号到驱动器（输送电流到电动机），使驱动器运动，然后通过关节上的反馈传感器（电位器或编码器等）测量关节角度的变化，当关节达到预定角度时，停止发送控制信号。对于更复杂的机器人，机器人的运动速度和力也由控制器控制。机器人控制器与人的小脑十分相似，虽然小脑的功能没有人的大脑功能强大，但它却控制着人的运动。

处理器：处理器是机器人的大脑，用来计算机器人关节的运动，确定每个关节应移动多少和多远才能达到预定的速度和位置，并且监督控制器与传感器协调动作。处理器通常就是一台计算机（专用）。它也需要拥有操作系统，程序和像监视器那样的外部设备等。

软件：用于机器人的软件大致有三块。第一块是操作系统，用来操作计算机。第二块是机器人软件，它根据机器人运动方程计算每一个关节的动作，然后将这些信息传送到控制器，这种软件有多种级别，从机器语言到现代机器人使用的高级语言不等。第三块是例行程序集合和应用程序，它们是为了使用机器人外部设备而开发的（例如视觉通用程序），或者是为了执行特定任务而开发的。

机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。器人可按任意的姿态达到其工作区域内的许多点（这些点称为灵巧点）。然而，对于其他一些接近于机器人运动范围的极限线，则不能任意指定其姿态（这些点称为非灵巧点）。说明：运动范围是机器人关节长度和其构型的函数。

精度：精度是指机器人到达指定点的精确程度说明：它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。大多数工业机器人具有0.001英寸或更高的精度。

重复精度：重复精度是指如果动作重复多次，机器人到达同样位置的精确程度。举例：假设驱动机器人到达同一点100次，由于许多因素会影响机器人的位置精度，机器人不可能每次都能准确地到达同一点，但应在以该点为圆心的一个圆区范围内。该圆的半径是由一系列重复动作形成的，这个半径即为重复精度。说明：重复精度比精度更为重要，如果一个机器人定位不够精确，通常会显示一固定的误差，这个误差是可以预测的，因此可以通过编程予以校正。举例：假设一个机器人总是向右偏离0.01mm，那么可以规定所有的位置点都向左偏移0.01mm英寸，这样就消除了偏差。说明：如果误差是随机的，那它就无法预测，因此也就无法消除。重负精度限定了这种随机误差的范围，通常通过一定次数地重复运行机器人来测定

⑸ 什么叫机器人控制器,它在工业机器人里起什么作用

不然是起到了可以减少人工的作用，一个机器就可以完成很多程序上的操作。

⑹ PLC、数控系统、机器人控制器的区别

不是，但是原理都是一样的，用的系统不一样，机器人有的地方用的是PLC，有的是用的单片机，数控用的是伺服系统，他的主要功能有区别的，伺服主要是控制位置比较好，灵活性稍差，而且用途差别是主要的。比如人的分工不同一样，术业有专攻嘛

⑺ 常用的机器人控制器有(____) （1分） 1

机器人控制器作为工业机器人最为核心的零部件之一，对机器人的性能起着决定性的影响，在一定程度上影响着机器人的发展。

常用的机器人控制器有

1. PLC控制器

2.单片机控制器

3.电脑主机CPU控制器

⑻ 机器人控制器和其他控制器有区别吗

你好，简单讲一下PLC、数控系统、机器人控制系统吧。他们同属于一个层面，只是PLC功能稍微简单些。如果说不同点，他们的程序不同，控制部件不同，操作维数不同，控制精度不同而已。数控的控制系统可以完全实现机器人的功能，但是他没有机器人的手臂，机器人也可以完成数控系统同的工作，看看5轴数铣中心，与你说的机器人差不多。对于PLC的功能就单一一些，属于直接控制到电机了，按照设定好的步骤进行，能够完成简单一些的工作，虽然没有数控系统那么多功能，但是可以说是简化版本的数控系统。

⑼ 大侠，我想知道pLC如何控制机器人控制器的，也就是之间是如何联系的

我想知道你用的什么PLC
通过IO口，数字量，模拟量
通过以太网，网线
通过串口
通过Profibus DP
等等

⑽ matlab 与机器人工具箱怎么使用

- 机器来人工具箱的使用，附自上一段机器人定义的标准格式代码。

clc
clear
close all
%% 绘制机器人
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);

具体参数的含义可以多看看机器人运动学相关内容。