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1、机器人控制和运动规划
ay=Vymax/t’n
V
ax=Vxmax/t’n ymax
E M
y E
Sy
S Vxmax
ay
ax
o o o
Sx Ex X X Y
(a) 合成位移 (b) x轴转速 (c) y轴转速
两轴运动轨迹和运动速度
如果要求路径必修是直线SE，则两轴不但要同时启动，而且要同时停止，即运动
中的所有时刻，2轴的位置、速度、加速度必修进行协调才能实现SE轨迹。1、机器人控制和运动规划
2）多轴协调控制

工业机器人多为6个自由度，为了保证空间任一轨迹（包括路径和姿态）的控制，
6个关节的独立控制协调必修满足以下条件：即在t0时刻，6个轴的伺服电机以不
同的加速度（a1~a6）同时启动；在到达t1时，同时进入稳态（V1~V6）；到达t2时，
同时又以负加速度（-a1~-a6）减速；到达t3时，6个伺服电机同时停止。这样我们
就可以精确的实现空间任意轨迹，即机器人的多轴协调控制。
V0
V6
a6 -a6
V1
a1 -a1 同时启动同时停止
o
t0 t1 t2 t3 t1、机器人控制和运动规划
、工业机器人控制系统
工业机器人绝大多数属于示教----再现方式工业机器人
1）控制系统软硬件的任务分配
对于机器人这样的一种实时控制要求极强的控制系统，除与一般
计算机系统一样，有明确的软硬件分工外，最重要的是实时操作
系统的开发。
硬件系统应配合其他有关软件完成以下模块设计：
（1）系统控制
（2）示教操作、编程与CRT显示
（3）多轴位置、速度协调控制（再现）
（4）I/O通讯与控制接口
（5）各种安全与联锁控制1、机器人控制和运动规划
、工业机器人控制系统
工业机器人控制系统典型硬件结构图1、机器人控制和运动规划
、工业机器人控制系统
2）控制系统软件功能
工业机器人的柔性体现在它的运动轨迹、作业条件、作业顺序能
自由变更，变更的灵活程度取决于控制系统的软件水平。
软件系统的基本功能可以归纳如下：
n  示教信息的输入，即面向为满足作业条件而构成的用户工作程
序的编辑与修正及其人-机对话；
n  机器人本体及对外部设备的动作控制；
n  轨迹在线修正；
n  实时安全系统等。
机器人的基本动作概念和软件功能1、机器人控制和运动规划
、工业机器人控制系统
2）示教与再现
示教—再现（Teaching-Playback,T/P）方式工业机器人的基本控制思想如图.
示教时，操作者通过示教盒编写运动指令，即用户工作程序，然后由计算机按照
这些命令查找它相应的功能代码并存放到某个指定的示教数据区去。这个过
程称之为示教编程（包括轨迹数据，作业条件、顺序等）。
再现时，机器人的计算机控制系统自动逐条
取出示教命令与其他有关数据，进行解读、
计