1.2 柜体

机器人柜体是机器臂控制的中枢系统。

工业机器人的控制技术是在传统机械系统的控制技术基础上发展起来的，因此两者之间并无本质差异。但是工业机器人的控制系统也有许多特殊之处，其特点如下：

1）工业机器人有若干个关节，典型工业机器人有五六个关节，每个关节由一个伺服系统控制，多个关节的运动要求各个伺服系统协同工作。

2）工业机器人的工作任务是要求机器人的手部（第六轴）进行空间点位运动或连续轨迹运动，对工业机器人的运动控制需要进行复杂的坐标变换运算，以及矩阵函数的逆运算。

3）工业机器人的数学模型是一个多变量、非线性和变参数的复杂模型，各变量之间还存在着耦合关系，因此工业机器人的控制中经常会使用到前馈、补偿、解耦合自适应等复杂控制技术。

4）较高级的工业机器人（自学习功能）能对环境条件、控制指令进行测定和分析，利用计算机建立庞大的信息库，用人工智能的方法进行控制、决策、管理和操作，按照既定的要求，自动选择最佳控制规律。

安川机器人控制柜（以DX200为例）的外部结构如图1-7所示。其内部结构如图1-8所示。

工业机器人控制系统的基本功能包括：

1）对工业机器人的位置、速度、加速度等具有控制功能，对于连续轨迹运动的工业机器人，还必须具有轨迹的规划与控制功能。

2）方便的人机交互功能。操作人员采用指令代码对工业机器人进行作用指示，所以工业机器人需具有作业指示的记忆、修正和运行程序跳转等功能。

3）具有对外部环境（包括作业条件）的检测和感知功能。为使工业机器人具有适应外部状态变化的能力，工业机器人应能做到对诸如视觉、力觉、触觉等有关信息进行收集、测量、识别、判断和理解等工作。在自动化生产线中，工业机器人应有与其他设备交换信息、协调工作的能力。

在满足以上要求的同时，因安川机器人的控制系统具有亚洲思维（库卡和西门子为欧洲思维）的编程方式，上手更快，对信息的交互更具人性化，其界面如图1-9所示。

安川机器人控制柜的特征如下：

1）一般机械以控制自身为中心，但工业用机器人把重点放在对象物体上。

2）编程手段采用示教（Teaching）方式，会忠实地按照示教再现动作，被称为示教再现方式。

3）考虑到机械臂本身的多轴性、低刚性、惯性等本体特征差异比较大，所以要求采用动作控制的编程方式。

在安川机器人中：

1）示教记录机器人动作或有目的的工作内容称为“示教”。

2）重现记忆数据并按照示教的条件动作的称为“再现”。

这就是常说的示教再现。示教再现是机器人普遍采用的编程方式，典型的示教过程是依靠操作员观察机器人及其夹持工具相对于作业对象的姿态，通过对示教器的操作，反复调整示教点处机器人的作业姿态、运动参数和工艺条件，然后将满足作业要求的这些数据记录下来，再转入下一程序点的示教。除此之外的编程方式就是离线示教编程，安川机器人离线编程软件是MotoSimEG-VRC。

在使用安川机器人的过程中进行示教再现需要使用示教编程器。示教编程器（以下简称示教器，安川机器人官方称为PP）是应用工具软件与用户（机器人）之间的接口操作装置，是用户进行示教编程的工具。示教器通过电缆与控制柜连接。在机器人点动进给、程序创建、程序的测试执行、操作执行和姿态确认等操作时都会使用示教器。

安川机器人示教器有以下特点：

1）装有用来控制动作的操作键。

2）装有LCD显示装置，能显示登录在储存器中的各种情报、系统的动作状态等。

安川机器人示教器如图1-10所示。