多用途機器人中工業機器人位置控制
1. 關節軸控制原理
絕大多數工業機器人采用關節式運動形式，很難直接檢測機器人末端的運動，只能對各關節進行控制，屬于半閉環系統，即僅從電動機軸上閉環。
目前，工業機器人基本操作方式多為示教再現。示教時，不能將軌跡上的所有點都示教一遍，一是費時，二是占用大量的存儲器。
依據機器人運動學理論，機器人手臂關節在空間進行運動規劃時，需進行的大量工作時對關節變量的插值計算。插補是一種算法，對于有規律的軌跡，僅示教幾個特征點。例如，對直線軌跡，僅示教兩個端點（起點、終點）；對圓弧軌跡，需示教三點（起點、終點、中間點），軌跡上其他中間點的坐標通過插補方法獲得。實際工作中，對于非直線和圓弧的軌跡，可以切分成若干個直線段或圓弧段，以無限逼近的方法實現軌跡示教。
2. 插補方式
（1）定時插補 每隔一定時間插補一次，插補時間間隔一般不超過25ms。
（2）定居插補 每隔一定距離插補一次，可避免快速運動時，定時插補造成的軌跡失真，但也受伺服周期限制。
3. 插補算法
（1）直線插補 在兩示教點之間按照直線規律計算中間點坐標。
（2）圓弧插補 按圓弧規律計算中間點。
4. 弧焊機器人編程技術
（1）示教編程 示教編程是目前工業機器人廣泛使用的編程方法，根據任務需要，將機器人末端工具移動到所需的位置及姿態，然后把每一個位姿連同運行速度、焊接參數等記錄并存儲下來，機器人便可以按照示教的位姿再現。示教方式有兩種：
1）手把手示教（早期的機器人采用）。
2）示教盒示教（目前的機器人多采用）。
示教編程的優點是不需要預備知識和復雜的計算機裝置，方法簡單、易于掌握。而它的缺點是占用生產時間，難于適應小批量、多品種的柔性生產需要；編程人員工作環境差、強度大，一旦失誤，會造成人員傷亡或設備損壞；編程效率低。
（2）離線編程 在算計機中建立設備、環境及工件的三維模型，對虛擬環境中的機器人進行編程。它充分利用了計算機圖形學的成果，建立機器人及其工作環境的模型，再利用一些規劃算法，通過對圖形的控制和操作，在離線的情況下進行編程。離線編程的主要優點如下：
1）減少機器人不工作時間。
2）改善了編程環境，使編程者遠離危險的工作環境。
3）提高了編程效率與質量，可適用高 級語言對復雜任務進行編程。
4）便于和CAD系統集成，實現CAD/CAM/Robotics一體化。因此，離線編程能夠提高工作效率和工作質量，這是今后應用和發展方向。
1. 關節軸控制原理
絕大多數工業機器人采用關節式運動形式，很難直接檢測機器人末端的運動，只能對各關節進行控制，屬于半閉環系統，即僅從電動機軸上閉環。
目前，工業機器人基本操作方式多為示教再現。示教時，不能將軌跡上的所有點都示教一遍，一是費時，二是占用大量的存儲器。
依據機器人運動學理論，機器人手臂關節在空間進行運動規劃時，需進行的大量工作時對關節變量的插值計算。插補是一種算法，對于有規律的軌跡，僅示教幾個特征點。例如，對直線軌跡，僅示教兩個端點（起點、終點）；對圓弧軌跡，需示教三點（起點、終點、中間點），軌跡上其他中間點的坐標通過插補方法獲得。實際工作中，對于非直線和圓弧的軌跡，可以切分成若干個直線段或圓弧段，以無限逼近的方法實現軌跡示教。
2. 插補方式
（1）定時插補 每隔一定時間插補一次，插補時間間隔一般不超過25ms。
（2）定居插補 每隔一定距離插補一次，可避免快速運動時，定時插補造成的軌跡失真，但也受伺服周期限制。
3. 插補算法
（1）直線插補 在兩示教點之間按照直線規律計算中間點坐標。
（2）圓弧插補 按圓弧規律計算中間點。
4. 弧焊機器人編程技術
（1）示教編程 示教編程是目前工業機器人廣泛使用的編程方法，根據任務需要，將機器人末端工具移動到所需的位置及姿態，然后把每一個位姿連同運行速度、焊接參數等記錄并存儲下來，機器人便可以按照示教的位姿再現。示教方式有兩種：
1）手把手示教（早期的機器人采用）。
2）示教盒示教（目前的機器人多采用）。
示教編程的優點是不需要預備知識和復雜的計算機裝置，方法簡單、易于掌握。而它的缺點是占用生產時間，難于適應小批量、多品種的柔性生產需要；編程人員工作環境差、強度大，一旦失誤，會造成人員傷亡或設備損壞；編程效率低。
（2）離線編程 在算計機中建立設備、環境及工件的三維模型，對虛擬環境中的機器人進行編程。它充分利用了計算機圖形學的成果，建立機器人及其工作環境的模型，再利用一些規劃算法，通過對圖形的控制和操作，在離線的情況下進行編程。離線編程的主要優點如下：
1）減少機器人不工作時間。
2）改善了編程環境，使編程者遠離危險的工作環境。
3）提高了編程效率與質量，可適用高 級語言對復雜任務進行編程。
4）便于和CAD系統集成，實現CAD/CAM/Robotics一體化。因此，離線編程能夠提高工作效率和工作質量，這是今后應用和發展方向。
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