運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人系統(tǒng)盡管它們可能被用于實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)，但運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人系統(tǒng)卻以不同的方式進(jìn)行著。那么，它們之間的區(qū)別究竟是什么呢?

在工業(yè)領(lǐng)域，自動(dòng)化工廠是一個(gè)日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)。為什么這并不難理解，因?yàn)檫@些應(yīng)用有助于提高效率和生產(chǎn)效率。為了創(chuàng)建自動(dòng)化工廠，工程師可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，或者引入一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)。這兩種方法都可以用來(lái)完成相同的任務(wù)。然而，每種方法都有各自的獨(dú)特設(shè)置、編程選項(xiàng)、動(dòng)作靈活性和經(jīng)濟(jì)效益。

運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)器人的基礎(chǔ)

一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念:啟動(dòng)并控制負(fù)載的移動(dòng)來(lái)執(zhí)行工作。它們具有精確的速度、位置和扭矩控制能力。使用運(yùn)動(dòng)控制的例子有：應(yīng)用程序需要的產(chǎn)品定位，獨(dú)立元素的同步，或者運(yùn)動(dòng)的快速啟動(dòng)和停止。

這些系統(tǒng)通常由三個(gè)基本組成部分組成:控制器、驅(qū)動(dòng)器(或放大器)和電機(jī)?？刂破饕?guī)劃路徑或軌跡計(jì)算，向驅(qū)動(dòng)發(fā)送低電壓的指令信號(hào)，并向電機(jī)施加必要的電壓和電流，從而產(chǎn)生所需的運(yùn)動(dòng)。

可編程的邏輯控制器(PLCs)提供了一種廉價(jià)的無(wú)噪聲的運(yùn)動(dòng)控制方法。梯級(jí)邏輯編程一直是PLCs的主要內(nèi)容，新模型以人機(jī)界面(HMI)面板為代表，這些面板是編程代碼的可視化表示。PLCs可用于控制多種動(dòng)作控制裝置和機(jī)械的邏輯控制。

在一個(gè)傳統(tǒng)的基于PLC的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，高速脈沖輸出卡被應(yīng)用于PLCs中，用于為每個(gè)伺服器或步進(jìn)驅(qū)動(dòng)生成脈沖序列。驅(qū)動(dòng)器接收脈沖，并且每一個(gè)脈沖都有一個(gè)預(yù)先設(shè)定的量。一個(gè)單獨(dú)的信號(hào)用來(lái)確定傳輸?shù)姆较?。這種方法被稱(chēng)為"步驟和方向"。

這張圖描述了一個(gè)傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括一個(gè)伺服控制器，馬達(dá)和傳感器。

運(yùn)動(dòng)控制詞匯中常用的術(shù)語(yǔ)包括:

·速度:與時(shí)間有關(guān)的位置的變化率;一個(gè)由大小和方向組成的矢量。

·速度:速度的大小。

·加速/減速:速度對(duì)時(shí)間的變化率。

·負(fù)載:伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件。這包括所有機(jī)器的組件和正在移動(dòng)的工作。

·伺服放大器:裝置控制伺服電機(jī)的功率。

·伺服控制器:也稱(chēng)為位置控制器，該裝置為伺服放大器提供程序設(shè)計(jì)或指令，通常是以模擬直流電壓信號(hào)的形式。

·伺服電機(jī):移動(dòng)負(fù)載的裝置。這是主要的移動(dòng)元件，它可能包括一系列的主要推動(dòng)者，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

·步進(jìn)控制器:提供脈沖以刺激步進(jìn)電機(jī)的繞組，并產(chǎn)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)的裝置。它也被稱(chēng)為速度控制器。頻率或脈沖決定電機(jī)的速度，脈沖的數(shù)量決定電機(jī)的位置。

·解析器:一種監(jiān)測(cè)伺服電機(jī)和負(fù)載位置的裝置。也被稱(chēng)為位置傳感器。

·速度傳感器:也稱(chēng)為轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)，它監(jiān)測(cè)伺服監(jiān)視器的速度。

來(lái)自于重新思考機(jī)器人技術(shù)的百特公司是現(xiàn)成的協(xié)作機(jī)器人解決方案的完美例子。

根據(jù)美國(guó)機(jī)器人研究所的說(shuō)法，"機(jī)器人是一種可重新編程的、多功能的機(jī)械手，它可以通過(guò)各種各樣的動(dòng)作來(lái)移動(dòng)物體、部件、工具或特殊設(shè)備。"

"雖然在動(dòng)作控制系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的一些部件是在機(jī)器人內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的，但它們是固定在機(jī)器人內(nèi)部的。馬達(dá)的速度、執(zhí)行力和機(jī)械連接都是機(jī)器人的組成部分。

組成一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的組成部分與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相似。這是一個(gè)控制器，它允許機(jī)器人的部分協(xié)同工作，并將其與其他系統(tǒng)相連。程序代碼被安裝到控制器中。此外，許多現(xiàn)代機(jī)器人使用的是基于電腦操作系統(tǒng)（如WindowsPC）的HMIs。

機(jī)器人本身可以是一個(gè)鉸接的機(jī)器人手臂，笛卡爾，圓柱，球形，斯卡拉，或者一個(gè)平行的選擇機(jī)器人。

這些被認(rèn)為是最典型的工業(yè)機(jī)器人。

對(duì)于一個(gè)完整的機(jī)器人列表，參考我們的"工業(yè)機(jī)器人之間的區(qū)別"。

機(jī)器人系統(tǒng)也有驅(qū)動(dòng)器(即:

發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá))將連桿移動(dòng)到指定位置。

連接是關(guān)節(jié)之間的部分。

機(jī)器人使用液壓、電動(dòng)或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

傳感器被用于機(jī)器人環(huán)境的反饋，為操作控制和安全提供視覺(jué)和聲音。

他們收集信息并將其發(fā)送給機(jī)器人控制器。

傳感器可以使機(jī)器人協(xié)同工作——電阻或觸摸反饋允許機(jī)器人在人類(lèi)工作人員周?chē)M(jìn)行操作。

末端效應(yīng)器連接到機(jī)器人的手臂和功能;

他們與被操控的產(chǎn)品直接接觸。

末端效應(yīng)器的例子包括:夾鉗、吸盤(pán)、磁鐵和焊炬。

運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)器人之間的區(qū)別

這兩個(gè)系統(tǒng)之間的一個(gè)主要區(qū)別是時(shí)間和金錢(qián)。

現(xiàn)代機(jī)器人被宣傳為現(xiàn)成的交鑰匙解決方案。

例如，一個(gè)機(jī)械手臂已經(jīng)構(gòu)造好了，安裝起來(lái)也很簡(jiǎn)單。

通用機(jī)器人提供了常見(jiàn)的"裝置"和"機(jī)器人"的例子。

它們可以通過(guò)HMI控制面板進(jìn)行編程，也可以通過(guò)記錄位置運(yùn)動(dòng)來(lái)記錄移動(dòng)動(dòng)作。

末端效應(yīng)器可以被替換為你的需要，工程師不必?fù)?dān)心機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件的個(gè)別編程。

通用機(jī)器人提供簡(jiǎn)單的記錄位置編程來(lái)幫助最終用戶(hù)。

最終效應(yīng)器可以交換特定的應(yīng)用程序。

機(jī)器人的缺點(diǎn)就是成本。

另一方面，組成動(dòng)作控制應(yīng)用程序的組件是模塊化的，并且能夠?qū)\(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化控制提供了更大的成本控制。

然而，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，有一個(gè)更大的知識(shí)需求來(lái)正確地操作動(dòng)作控制系統(tǒng)。

它的組件需要來(lái)自最終用戶(hù)的單獨(dú)編程。

如果工程師需要多個(gè)設(shè)置、模塊配置可用性和成本約束，那么一個(gè)動(dòng)作控制系統(tǒng)就能提供工程師所尋求的好處。

一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的工程師可以花時(shí)間來(lái)規(guī)劃、安裝和調(diào)試一個(gè)動(dòng)作控制系統(tǒng)。

您可以混合和匹配舊的和新的硬件，并為系統(tǒng)創(chuàng)建解決方案。

羅克韋爾自動(dòng)化的FactoryTalk是一個(gè)現(xiàn)代的軟件控制器，它可以同時(shí)在動(dòng)作控制和機(jī)器人系統(tǒng)中運(yùn)行。

這兩種系統(tǒng)的下一個(gè)主要區(qū)別是軟件。

過(guò)去，硬件驅(qū)動(dòng)了購(gòu)買(mǎi)決策，但現(xiàn)在產(chǎn)品硬件的差異略有不同。

在很大程度上依賴(lài)于硬件的動(dòng)作控制系統(tǒng)，尤其是遺留系統(tǒng)，需要更多的維護(hù)來(lái)確保正確的操作。

封閉的系統(tǒng)或現(xiàn)代的即插接式組件更多地依賴(lài)于軟件的操作。

軟件的功能是至關(guān)重要的，因?yàn)樵S多用戶(hù)希望現(xiàn)代的控制器能夠完成所有需要的任務(wù)。

這意味著，將把錢(qián)花在單個(gè)組件上，而更多的錢(qián)將用于監(jiān)控操作，如pc和高級(jí)HMIs。

用戶(hù)還希望軟件控制器易于使用。

接口和操作控制器越簡(jiǎn)單，用戶(hù)就越有可能選擇它的應(yīng)用程序。

這節(jié)省了培訓(xùn)和設(shè)置的時(shí)間和金錢(qián)。

可以在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)器人上使用的現(xiàn)代控制器有軟件選項(xiàng)，可以提供幾個(gè)自動(dòng)化的過(guò)程。