焊接机器人的轴伺服控制系统的结构类型

有关焊接机器人的轴伺服控制系统的结构与类型，四种基本结构类型：开环、闭环、半闭环及混合闭环，对机器人电机伺服系统的要求，机器人伺服电机的类型等。

一、轴伺服控制系统的结构

电动机伺服系统，是指速度控制、伺服电动机和检测部件三部分；而且，将速度控制部分称之为伺服单元或驱动器。

按照伺服系统的结构特点，它通常有四种基本结构类型：开环、闭环、半闭环及混合闭环。

伺服单元的硬件一般由五部分构成：

实现轴伺服电机的PID控制、或FUZZY（模糊）控制、或其它控制规律的伺服控制单片机；

伺服控制模板，其功能是实现控制单片机输出数字量的D/A转换与输入到单片机的模拟量的A/D转换；

伺服驱动功放，一般机器人的轴驱动电机的功率多在100W~1000W的范围，多属中等功率，为此，由伺服控制模板给出的控制信号必须经功率放大才能推动电机；

伺服电机是焊接机器人的轴伺服控制系统的控制对象。

伺服电机的转速、位置检测装置（转速、位置传感器）。转速、位置检测装置的功能是实时检测轴伺服电机转速和电机角位移量，并将实时检测结果反馈给电动机伺服系统，以形成电动机伺服的闭环或半闭环控制系统。即便是开环控制系统，一般也需要电动机转速和电机角位移量的实时检测参数。因此，转速、位置检测装置是机器人的轴伺服控制系统极重要的组成环节。

焊接机器人的轴伺服控制系统结构称为主从控制方式：它是采用主、从两级控制计算机实现系统的全部控制功能。主计算机实现轴伺服控制系统的管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等；从计算机实现所有关节的动作协调控制。主从控制方式系统实时性较好，适于高精度、高速度控制，但其系统扩展性较差，维修困难。焊接机器人的轴伺服控制系统结构还可采用所谓"分散控制系统"，限于篇幅，不再阐述。

二、对机器人电机伺服系统的要求

机器人各关节（即各轴）的运动，最终都归结为相应各轴的驱动电机、亦即伺服电机的转动；

而对机器人电机伺服系统提出了很高的要求，大致可概括为以下四个方面:

1、高精度

为了保证焊接零件的加工质量并提高效率，首先要保证焊接机器人的定位精度和加工精度。因此，在机器人各轴位置控制中要求有高的定位精度，即在μm的数量级内。而在速度控制中，要求有高的调速精度、强的抗负载扰动的能力，也即要求静态和动态速降尽可能小；

2、快响应