機器人控制器的主要功能

　　機器人控制器是機器人的重要組成部分，用于對操作機的控制，以完成特定的工作任務，其基本功能如下。

　　1·記憶功能：存儲作業順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產工藝有關的信息。

　　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·與外圍設備聯系功能：輸入和輸出接口、通信接口、網絡接口、同步接口。

　　4·坐標設置功能：有關節、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：機器人多軸聯動、運動控制、速度和加速度控制、動態補償等。

　　8·故障診斷安全保護功能：運行時系統狀態監視、故障狀態下的安全保護和故障自診斷。

　　機器人控制器存在的問題有哪些

　　隨著現代科學技術的飛速發展和社會的進步，對機器人的性能提出更高的要求。智能機器人技術的研究已成為機器人領域的主要發展方，如各種精密裝配機器人，位置混合控制機器人，多肢體協調控制系統以及先進制造系統中的機器人的研究等。相應的，對機器人控制器的性能也提出了更高的要求。但是，機器人自誕生以來，特別是工業機器人所采用的控制器基本上都是開發者基于自己的獨立結構進行開發的 ，采用專用計算機、專用機器人語言、專用操作系統、專用微處理器。這樣的機器人控制器已不能滿足現代工業發展的要求。

　　綜合起來，現有機器人控制器存在很多問題 ，如：

　　（1）開放性差局限于“專用計算機、專用機器人語言、專用微處理器”的封閉式結構，封閉的控制器結構使其具有特定的功能、適應于特定的環境，不便于對系統進行擴展和改進。

　　（2）軟件獨立性差軟件結構及其邏輯結構依賴于處理器硬件，難以在不同的系統間移植。

　　（3）容錯性差由于并行計算中的數據相關性、通訊及同步等內在特點，控制器的容錯性能變差，其中一個處理器出故障可能導致整個系統的癱瘓。

　　（4）擴展性差目前。機器人控制器的研究著重于從關節這一級來改善和提高系統的性能。由于結構的封閉性，難以根據需要對系統進行擴展，如增加傳感器控制等功能模塊。

　　總起來看，前面提到的無論串行結構還是并行結構的機器人控制器都不是開放式結構，無論從軟件還是硬件都難以擴充和更改，例如，商品化的 Mo toman機器人的控制器是不開放的，用戶難以根據自己需要對其修改、擴充功能，通常的做法是對其詳細解剖分析，然后對其改造。

　　機器人控制器的展望

　　隨著機器人控制技術的發展，針對結構封閉的機器人控制器的缺陷，開發“具有開放式結構的模塊化、標準化機器人控制器”是當前機器人控制器的一個發展方向。近幾年，日本、美國和歐洲一些國家都在開發具有開放式結構的機器人控制器，如日本安川公司基于PC開發的具有開放式結構、網絡功能的機器人控制器，我國863計劃智能機器人主題也已對這方面的研究立項。

　　開放式結構機器人控制器是指：控制器設計的各個層次對用戶開放，用戶可以方便的擴展和改進其性能，其主要思想是：

　　（1）利用基于非封閉式計算機平臺的開發系統，有效利用標準計算機平臺的軟、硬件資源為控制器擴展創造條件。

　　（2）利用標準的操作系統，采用標準操作系統和控制語言，從而可以改變各種專用機器人語言并存且互不兼容的局面。

　　（3）采用標準總線結構，使得為擴展控制器性能而必須的硬件，如各種傳感器，I/O板、運動控制板可以很容易的集成到原系統。

　　（4）利用網絡通訊，實現資源共享或遠程通訊。目前，幾乎所有的控制器都沒有網絡功能，利用網絡通訊功能可以提高系統變化的柔性，我們可以根據上述思想設計具有開放式結構的機器人控制器，而且設計過程中要盡可能做到模塊化。模塊化是系統設計和建立的一種現代方法，按模塊化方法設計，系統由多種功能模塊組成，各模塊完整而單一，這樣建立起來的系統，不僅性能好、開發周期短而且成本較低。模塊化還使系統開放，易于修改、重構和添加配置功能。

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