機器人控制系統的功能要求
1、記憶功能：存儲作業順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產工藝有關的信息。
2、示教功能：離線編程，在線示教，間接示教。在線示教包括示教盒和導引示教兩種。
3、與外圍設備聯系功能：輸入和輸出接口、通信接口、網絡接口、同步接口。
4、坐標設置功能：有關節、工具、用戶自定義四種坐標系。
5、人機接口：示教盒、操作面板、顯示屏。
6、傳感器接口：位置檢測、視覺、觸覺、力覺等。
7、位置伺服功能：機器人多軸聯動、運動控制、速度和加速度控制、動態補償等。
8、故障診斷安全保護功能：運行時系統狀態監視、故障狀態下的安全保護和故障自診斷。
機器人控制系統的主要種類
控制系統的任務，是根據機器人的作業指令程序、以及從傳感器反饋回來的信號，支配機器人的執行機構去完成的運動和功能。 假如機器人不具備信息反饋特征，則為開環控制系統；若具備信息反饋特征，則為閉環控制系統。
根據控制原理可分為程序控制系統、適應性控制系統和人工智能控制系統。
根據控制運動的形式可分為點位控制和軌跡控制。
工業機器人控制系統組成
1、控制計算機：控制系統的調度指揮中心機構。
2、示教盒：示教機器人的工作軌跡和參數設定，以及所有人機交互操作，擁有自己獨立的CPU以及存儲單元，與主計算機之間以串行通信方式實現信息交互。
3、操作面板： 由各種操作按鍵、狀態指示燈構成，只完成基本功能操作。
4、硬盤和軟盤存儲存：儲機器人工作程序的外圍存儲器。
5、數字和模擬量輸入輸出：各種狀態和控制命令的輸入或輸出。
6、打印機接口：記錄需要輸出的各種信息。
7、傳感器接口：用于信息的自動檢測，實現機器人柔順控制，一般為力覺、觸覺和視覺傳感器。
8、軸控制器：完成機器人各關節位置、速度和加速度控制。
9、輔助設備控制：用于和機器人配合的輔助設備控制，如手爪變位器等。
10通信接口：實現機器人和其他設備的信息交換，一般有串行接口、并行接口等。
11、網絡接口
1）Ethernet接口：可通過以太網實現數臺或單臺機器人的直接PC通信，數據傳輸速率高達10Mbit/s，可直接在PC上用windows庫函數進行應用程序編程之后，支持TCP/IP通信協議，通過Ethernet接口將數據及程序裝入各個機器人控制器中。
2）Fieldbus接口：支持多種流行的現場總線規格，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
機器人控制系統結構方式
集中控制系統
用一臺計算機實現全部控制功能，結構簡單，成本低，但實時性差，難以擴展，在早期的機器人中常采用這種結構，其構成框圖，如圖所示
基于PC的集中控制系統里，充分利用了PC資源開放性的特點，可以實現很好的開放性：多種控制卡，傳感器設備等都可以通過標準PCI插槽或通過標準串口、并口集成到控制系統中。
集中式控制系統的優點是：硬件成本較低，便于信息的采集和分析，易于實現系統的控制，整體性與協調性較好，基于PC的系統硬件擴展較為方便。
其缺點也顯而易見：系統控制缺乏靈活性，控制危險容易集中，一旦出現故障，其影響面廣，后果嚴重；由于機器人的實時性要求很高，當系統進行大量數據計算，會降低系統實時性，系統對多任務的響應能力也會與系統的實時性相沖突；此外，系統連線復雜，會降低系統的可靠性。
主從控制方式
采用主、從兩級處理器實現系統的全部控制功能。主CPU實現管理、坐標變換、軌跡生成和系統自診斷等：從CPU實現所有關節的動作控制。其構成框圖，如圖所示。
主從控制方式系統實時性較好，適于高精度、高速度控制，但其系統擴展性較差，維修困難。
分散控制方式
按系統的性質和方式將系統控制分成幾個模塊，每一個模塊各有不同的控制任務和控制策略，各模式之間可以是主從關系，也可以是平等關系。這種方式實時性好，易于實現高速、高精度控制，易于擴展，可實現智能控制，是目前流行的方式，其控制框圖如圖所示。
其主要思想是“分散控制，集中管理”，即系統對其總體目標和任務可以進行綜合協調和分配，并通過子系統的協調工作來完成控制任務，整個系統在功能、邏輯和物理等方面都是分散的，所以又稱為集散控制系統或分散控制系統。
這種結構中，子系統是由控制器和不同被控對象或設備構成的，各個子系統之間通過網絡等相互通訊。分布式控制結構提供了一個開放、實時、精確的機器人控制系統。分布式系統中常采用兩級控制方式。
兩級分布式控制系統
通常由上位機、下為機和網絡組成。上位機可以進行不同的軌跡規劃和控制算法，下位機進行插補細分、控制優化等的研究和實現。上位機和下位機通過通訊總線相互協調工作，這里的通訊總線可以是RS-232、RS-485、EEE-488以及USB總線等形式。
現在，以太網和現場總線技術的發展為機器人提供了更快速、穩定、有效的通訊服務。尤其是現場總線，它應用于生產現場、在微機化測量控制設備之間實現雙向多結點數字通信，從而形成了新型的網絡集成式全分布控制系統—現場總線控制系統。
分布式控制系統的優點在于：系統靈活性好，控制系統的危險性降低，采用多處理器的分散控制，有利于系統功能的并行執行，提高系統的處理效率，縮短響應時間。
