机器人控制系统的特性和基本要求
机器人控制系统的特性和基本要求有哪些？华成工控就来介绍一下！要对机器人实施良好的控制，了解被控的特性是很重要的，从我们了解到的机器人动力学来说，机器人控制系统具有以下特性：
1、机器人控制系统本质是一个非线性系统。引起机器人非线性的因素很多，结构方面、传动件、驱动元件等都会引起系统的非线性。
2、各关节间具有耦合的作用，表现为某一个关节的运动。会对其他关节产生动力效应，使得每一个关节都要承受其他关节运动所产生的扰动。
3、机器人控制系统是一个时变系统，动力学参数随着关节运动位置的变化而变化。
从使用的角度来看，机器人控制系统是一种特殊的自动化设备，对它的控制有如下特点和要求：
1、需采用加（减）速控制；
2、位置无超调，动态响应尽量快；
3、系统的静差率要小；
4、较高的位置精度，很大的调速范围；
5、各关节的速度误差系数应尽量一致；
6、从操作的角度来看，要求控制系统具有良好的人机界面，尽量降低对操作者的要求；
7、从系统成本来看，要求尽可能地降低系统的硬件成本，更多地采用软件伺服的方法来完善控制系统的性能；
8、多轴运动协调控制，以产生要求的工作轨迹。因为机器人的手部运动是所有关节运动的合成运动，要使手部按照设定的规律运动，就必须很好地控制各关节协调动作，包括运动轨迹，动作时序等多方面地协调。
关于机器人控制系统的特性和基本要求的介绍就到这里了，希望能帮助到大家，如果对我们的产品有兴趣，欢迎拨打网页上的电话和我们联系！
机器人控制系统（二）——整体设计
一、简述机器人控制系统是一个复杂设计，针对不同功能目标有不同的开发路线，若想开发一个通用的控制系统难度会非常高，因此确定目标需求非常重要，这里所述的目标需求有两种，一种为开发基本的控制系统再根据实际条件进行功能添加开发，另外一种为针对特殊情况开发专门的控制系统。
目标需求设计好后，根据要求可以搭建简单的框架，对于ROS开发来说，一个好的框架是开发的第一步，也是最重要的一步，值得花费大量的时间和精力，因为后续所有功能开发都建立于框架之上，根据框架去设计功能节点和接口，若后期对框架进行大规模调整会对系统整体产生极大影响，这点需要非常注意。
二、目标设计此处目标为设计一个可实现物体筛选和抓取的机器人控制系统，目标可简单转述为一个基本的机械臂控制系统和一个视觉的添加功能，属于第一种目标需求，具体要求如下：
2.1机械臂控制系统说明目标控制机械臂为常见的六轴构型，需要实现机械臂的运动控制，可分别采用示教模式和工作模式对机械臂进行控制，控制系统需带交互接口和功能接口。
基本方案设计运动控制
以MoveIt!为核心，辅以Service-Client通讯结构构建运动控制系统核心部分，实现机械臂的运动控制，轨迹规划等，集成机械臂相关的所有控制算法。
控制接口
控制接口分为软件接口和硬件接口，软件接口面向功能模块，硬件接口面向硬件。
软件接口采用ROS的通讯模式实现，硬件接口可采用ros_control，ros_industral或者actionlib，通讯协议根据需要可采用串口或者ethercat。
交互接口
交互接口为人机界面，面向用户，可采用Qt或者rosbridge+WEB实现。
2.2视觉功能说明
视觉识别目标为实现特定物体的识别与定位。
基本方案设计
相机采用RGBD相机，结合图像数据和点云数据实现物体的识别与定位。
视觉算法采用OpenCV+TensorFlow+PCL实现，并通过软件接口与机械臂控制系统结合。
三、构建框架因ROS在设计之初考虑到了诸多方面，冗余较大，因此框架可以采用多种方式实现，不一定要按照某一特定方式进行开发。
3.1框架参考ROS-IndustrialKungfuArmArchitectureHRMRPROS-IInterfaceforCOMAURobots3.2框架设计交互模块交互部分不采用ROS提供的rqt实现，独立于ROS，改为通过以下两种思路实现：采用qt开发，在qt中建立ros节点，实现qt界面与ros通讯（此处采用该方式实现）。开发交互接口，消息通过rosbridge或者其他通讯接口（蓝牙串口等）与GUI界面通讯。ROS之后博文详述。硬件硬件通过TCP/IP与控制系统通讯，数据通过硬件接口转换为通用的ROS数据传输到ROS系统中。四、工作空间架构├──robot_description机械臂相关参数描述├──robot_bringup机械臂启动launch├──robot_control机械臂控制├──robot_gazebogazebo配置├──robot_gui控制界面├──robot_moveit_configmoveit配置├──robot_msgs自定义消息，服务器├──robot_vision视觉├──robot_driver机械臂驱动接口├──robot_ikfast_hand_pluginikfast逆解pkg├──trac_ik_kinematics_plugintrac_ik插件└──trac_ik_libtrac_ik逆解pkg工作空间各包根据其功能可简单细分如下，实际上部分包功能存在重叠，同时部分包的实际上是可以合并，但为了结构更加清晰和后续的维护所以分开。上面列出的包为基础框架部分内容，根据需求还会有功能依赖的相关包，如视觉相关的（cv_bridge）和运动规划相关的（descartes）等。
机械臂本体相关和机械臂本体相关的关节参数，逆解及moveit配置，这部分可以根据控制对象不同而更换，使控制系统可以控制不同的机械臂。
robot_description机械臂相关参数描述robot_moveit_configmoveit配置robot_ikfast_hand_pluginikfast逆解pkgtrac_ik_kinematics_plugintrac_ik插件trac_ik_libtrac_ik逆解pkg机械臂控制robot_control机械臂控制robot_gui控制界面仿真仿真包括两部分，一部分为rviz（rviz实际上不包含物理参数，只作显示）
robot_gazebogazebo配置驱动相关包有ros_control和ROS-Isimple_message。
robot_driver机械臂驱动接口视觉robot_vision视觉辅助robot_bringup机械臂启动launchrobot_msgs自定义消息，服务器参考ROS-Industrial
ROS-IInterfaceforCOMAURobots
功夫手：一款基于ROS的工业机器人
HRMRP机器人的设计
胡春旭,熊枭,任慰,何顶新.基于嵌入式系统的室内移动机器人定位与导航[J/OL].华中科技大学学报(自然科学版),2013,41(S1):254-257+266.(2014-01-10)[2017-08-15].
自动焊接机器人控制系统及特点(焊接机器人控制系统文献综述)
0前言
焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或者分子间的作用力而连接在一起，随着焊接技术的不断发展，它在生产中的应用日趋广泛，到目前为止已经成为一种重要的加工手段。从日常生活用品，如家用电器、水暖设备等的生产到飞机、潜艇、火箭、飞船等尖端科技产品都离不开高效率、现代化的焊接技术，进一步提高焊接质量、改善劳动条件、提高劳动生产率已经成为所有焊接工作者的强烈的愿望，而采用自动控制技术是实现上述的的正确途径。焊缝自动跟踪系统的研究作为焊接领域的一个重要的方面，为了进行精确的自动焊接，必须进行焊缝自动跟踪。
国外关于焊接实时跟踪控制的研究主要集中在焊接传感器的选择以及控制方法的改进上。1985年保加利亚的D.Lakov提出了用模糊模型来描述弧焊过程的不确定性，借助于配置的非接触式激光传感器，用模糊控制推理对示教机器人的运动进行估计、预测和控制，实现焊缝的自动跟踪。1989年日本的S.Mursaami等研究了利用电弧传感弧焊机器人焊缝跟踪的模糊控制，该控制系统根据焊枪的振幅位置同焊丝与工件的距离关系判断焊点的水平和垂直位移，并在强烈的弧光、高温、烟所以下，采用基于语言规则的模糊滤波器和模糊控制器来设计焊缝跟踪控制系统，取得了较好的效果。美国Ohio州的Motoman公司推出了一种最高可以在60in_/min(152cm/min)焊接速度下进行焊缝跟踪的电弧传感跟踪系统。
我国对焊缝跟踪控制技术的研究起步较晚。80年代末以清华大学潘际銮院士为首的课题组在旋转电弧传感器方面做了大量的研究，并取得了有价值的成果。1993年清华大学博士廖宝剑在博士生费跃家的研究基础上，研制成功了一种空心轴电机驱动的旋转扫描传感器，并获得了国家专利。此后江西大学在此基础上在小型化和减震方面做了深入的研究，并做了进行一步的改进，并制造了样机。清华大学吴世德的博士论文较系统的研究了电弧传感器信息处理技术，通过空间变换，进行了扫描电弧传感器信号的频域特征分析，提出了特征滤波向量的电弧传感的信号处理方法。
1系统总指标分析
作为一个工业用的焊接机器人，在对整个系统进行设计的时候，先对其要求的指标进行分析和制定。
1.1系统静态指标
对于焊接机器人系统，其静态指标是指机器人处于正常的焊接运行状态时，对于控制系统所给的指令，在达到稳态时，能够做到无偏差跟踪的能力，对于阶跃信号和速度信号，考虑到机械结构的特性，稳态误差必须控制在0.2%之内，对于加速度信号，稳态误差不得小于0.5%
1.2系统动态指标
系统的动态性能指标，对于焊接机器人来说，主要考虑的是整个系统对阶跃输入信号和正弦输入信号的动态响应特性。对于阶跃信号，其超调量最大不能超过10%，过渡时间最大不能超过0.1ms，震荡次数不能超过2次。对于正弦响应，主要考虑的是其频率特性和相角裕度，工作频率大概为5至12Hz。
1.3运动精度指标
焊枪移动的位置精度小于0.2mm，焊缝误差小于1mm，速度精度小于1mm/s，系统响应时间小于0.3s。
1.4智能性指标分析
要求所设计的系统具有一定的智能性，其中包括系统自检功能，故障尝试自修复功能，故障保护功能，自动循迹跟踪焊缝功能。
1.5可扩展性指标分析
系统应该留有一定的对外接口，以满足系统在线编程或离线编程，随着INTERNET技术的发展和物联网技术的发展，要求系统需要留有特定的接口模块。系统必须具备可升级性，以满足不同应用场合的重新组装和升级。
1.6应用指标
整个系统为220V市电系统，在保证系统正工作的前提下，功率应尽量减小。控制核心系统部分体积为25x25x25cm，电源管理部分由于其功耗相对较大，为了避免其对弱电系统的影响，对电源部分进行单独包装，设定为25x25x25cm，并且配置散热风扇。整个系统的成本在两万元以下。
1.7环境要求
在使用过程中噪声不能大于40db，整个系统对市电网络和周围环境不存在电磁干扰，电磁兼容性必须控制在国家标准范围之内，无强烈的电磁辐射性，工作时对焊枪的强光部分做简单的屏蔽。系统不具有防水性，防尘等级IP5级，工作环境为90摄氏度以下，负15摄氏度以上。
1.8装配指标分析
整个系统的装配精度只要是十字滑架的精度要求，其装配精度必须控制在0.1mm以内。
2总体设计方案
图1总设计方案和模块图
如图1所示，为系统的总设计方案和模块图，整个系统可以分为9个主要的模块，系统的工作思路为：
总系统上电，启动工作环境检测系统，检测当前主控平台的环境湿度，和温度，如果不符合工作环境要求，尝试进行自动调节，若调节依然无效，则系统报警，并自动关闭；环境检测符合要求后，DSP主控系统启动，先完成自检功能，如果发现某些模块处于无法就绪状态，系统尝试软件自动修复，如果修复不成功，则系统自动重启，如果重启后，依然无法解决问题，系统进行报警动作；系统初始化后，通过零点寻位传感器查找初始零位，寻零结束后，进行坐标变换，将零位传感器的坐标变换为焊枪的坐标，此时系统进入到正常工作模式；用DSP通过PWM控制步进电机，完成十字滑架的移动，并控制弧焊电源和送丝机构进行焊接；在焊接开始之后，旋转电弧传感器检测电弧电压信息，通过DSP转换为相应的位移信息，并进行位移量的反馈，构成整个控制系统的闭环工作模式；于此同时，系统配备的各种传感器也处于监视运行状态，包括机械限位保护，电源过压过流保护，系统过热过湿保护。
3总控制核心系统设计
主控系统部分采用DSP作为整个系统的控制芯片，完成整个系统的调节和控制。通过方案的比较，决定选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812。该系列芯片是TI公司推出的一款32位定点高速DSP芯片，采用8级指令流水线，单周期32×32位MAC功能，最高速度每秒钟可执行1.50亿条指令(150MIPS)，保证了控制和信号处理的快速性和实时性。另外TMS320F2812片上还集成了丰富的外部资源，包括16路12位ADC，6路PWM输出、3个32位通用定时器、128k的16位Flash存贮器、18kRAM存贮器，外围中断扩展模块(PIE)可支持45个外围中断，并具有McBSP,SPI,SCI和扩展的eCAN总线等接口。TMS320F2812还支持最大1M的外部存贮器扩展。
TMS320F2812支持C/C++编程语言，其C语言优化器的C编译效率可达99%，还有虚拟浮点数学函数库提供支持，可以大大缩短数学运算与控制程序的开发周期。TMS320F2812非常适用于电机控制、电源设计、智能传感器设计等应用领域。
在本系统设计中，需要高速的运算速度，完成传感器信息值的解算和电机的控制，在信息的处理中需要涉及到大量的浮点型运算，而这也正是DSP控制系统的强项所在，通过对比选取，决定使用TI公司的TMS320F2812芯片。
4电弧传感器的分类及工作原理
目前电弧传感器在实用中主要有以下几种类型：
(1)非扫描双丝（多丝）并列型
该类型利用电弧的静态特性，当焊枪不对中时，两电弧的高度不同将反映在电流(电压)差上，从而实现焊缝跟踪。但因为要同时用两个参数相同的独立回路电源并列进行坡口焊接，实现上有困难，所以实际使用受到限制。
(2)摆动式电弧传感器
摆动式电弧传感器利用机械摆动所产生电弧作为传感介质，受机构的限制，扫描频率一般很低（5Hz以下），使得灵敏度较低，只能在低速焊接中应用，同时熔池中的液态金属的流动和填充也阻碍了焊缝坡口的识别。
(3)旋转扫描式电弧传感器
旋转电弧传感器的基本原理与其他电弧传感器相同，特别之处在于利用直流电动机驱动偏心机构使得焊丝和电弧旋转，从而实现电弧的高速扫描，扫描频率一般在5～50Hz。这种设计能克服摆动式的低扫描频率带来的问题，灵敏度大为提高，可以工作在高速场合，并且焊缝结果也有所改善。
传统的旋转电弧传感器利用外置直流电机通过齿轮传动来驱动偏心机构，从而实现焊丝与电弧的旋转。这类结构的问题在于机械结构尺寸较大，机械振动大，附加的质量和转矩不得不考虑，也就影响了与之相关的一系列装置的选择。考虑到焊枪在竖直方向的移动，焊枪尺寸应该小而轻，才能在成本上有所减少，所以应该采用更合理的装置。
弧焊电源供应焊接电压，送丝轮完成焊丝输送（一般维持速度不变，但也可以改变电压来调节送丝速度），空心轴直流电机高速旋转通过偏心装置使焊丝和电弧旋转。这个过程中，电流传感器检测流过焊丝的焊接电流的大小并得到与弧长对应的电压信号，将电压信号输出到相应电路对信号进行采样处理。与此同时，光电码盘测量出电弧每圈扫描的起始位置和相对起始点的瞬时位置，经处理得到空心轴电机旋转速度，以实现电机旋转速度的闭环控制；码盘输出信息与霍尔传感器的电压信息经由主控电路DSP运算处理，控制执行机构调节焊枪的x、y、z三个方向的位置。系统这部分的流程图见图2。其中，DSP输出信号与执行机构之间需要利用光电隔离器件隔离强电与弱电信号，起到保护控制电路的作用。计算机用于实时显示焊接过程的焊缝情况，经过数学运算可以得到焊缝内部情况，如焊接某瞬时的焊缝截面，缝宽，缝深及裂缝平面走向布局等。
图5-14电弧焊控制系统流程图
参考相关文献可得：旋转电弧传感器的工作频率在5-50Hz之间，本系统的扫描频率为25Hz。并定下了以下的参数：焊枪连续移动速度（无特殊情况下）为25mm/s，即旋转电弧传感器扫描一圈前进1mm；相关实验研究可得，旋转电弧传感器的焊缝误差为0.1mm，跟踪误差为0.1mm。
5电弧长度模型与平面拟合算法分析
在进行算法分析之前，先要对焊接过程中的电弧长度建立模型。仍以跟踪V形坡口焊缝为例。焊枪轴线在水平方向上与焊缝坡口对称线的偏移距离称为偏差设为e。设焊枪口端面到焊缝坡口底部的距离为Hc，焊缝坡口与水平面的夹角为β，电弧旋转半径为r，旋转周期为2T，角速度为ω，
。设焊枪旋转在最右侧时t=0，则电弧长度H(t)可由式(1)求得。
(1)
即为运动过程中某瞬时的状态。
根据有关焊接理论可知,电弧动态变化时,在一定条件下弧长变化H(s)到焊接电流变化I(s)的传递函数可以表示为：
(2)
其中，
Ka
为电弧的电位梯度；
Kr
为与焊丝熔化速度有关的常数；
Kn
为与干伸长电阻和极区等效电阻有关的常数；
KM
为与电源特性、焊接材料等有关的常数；P(s)为电源的动态特性。当电源具有极好的动态品质时,P(s)可视为一个比例环节，此时传递函数可简化为一阶模型。可见当旋转频率一定时，弧长变化规律与电流变化规律成正比关系，所以与电压变化规律也成正比。
电弧长度
H(t)
可由式(1)求得,而
，故可将它们离散化为
。由于文中采用的旋转电弧传感器在一个扫描周期内采样64次，因此将离散点取为64个。由空间解析几何理论可知，一个空间平面的方程可以表示为：
(3)
为了便于讨论,将上述方程变形为:
(4)
引入矢量、矩阵记号,令
(5)
对电弧长度进行空间平面拟合就是寻求
,使其满足下面的条件:
6结论
整个系统的设计充分考虑到了工业应用型焊接机器人应该具有的特性。首先是安全性和平稳性的要求，采用了包括系统启动保护，软件保护，机械限位保护，报警保护在内的保护措施。系统的设计充分考虑了系统的响应速度问题，这个将影响到整个应用系统的快速响应性，也是衡量一个焊接机器人是否具有足够的应用价值的一个重要指标。在焊缝跟踪扫面方面，跟踪误差和焊缝误差满足指标要求，响应时间短，对各类焊缝类型有一定的普适性。在系统的应用拓展方面，充分考虑了系统的可升级性，预留了标准的串口和以太网接口，为系统的调试和升级提供必要的硬件保障，也方便了同类焊接机器人的后续系列产品的开发升级。
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机器人控制系统的基本单元与机器人控制系统的特点分析
机器人的神经与大脑组合起来才能成一个完整的机器人控制系统。
机器人控制系统概念
机器人控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。
机器人控制系统特点
机器人的控制技术是在传统机械系统的控制技术的基础上发展起来的，因此两者之间并无根本的不同。但机器人控制系统也有许多特殊之处。其特点如下：
1、机器人控制系统本质上是一个非线性系统。引起机器人非线性因素很多，机器人的结构、传动件、驱动元件等都会引起系统的非线性。
2、机器人控制系统是由多关节组成的一个多变量控制系统，且各关节间具有耦合作用。具体表现为某一个关节的运动，会对其他关节产生动力效应，每一个关节都要受到其他关节运动所产生的扰动。因此工业机器人的控制中经常使用前馈、补偿、解耦和自适应等复杂控制技术。
3、机器人系统是一个时变系统，其动力学参数随着关节运动位置的变化而变化。
4、较高级的机器人要求对环境条件、控制指令进行测定和分析，采用计算机建立庞大的信息库，用人工智能的方法进行控制、决策、管理和操作，按照给定的要求，自动选择最佳控制规律。
机器人控制系统的基本要求
从使用的角度讲，机器人是一种特殊的自动化设备，对其控制有如下要求：
1、多轴运动的协调控制，以产生要求的工作轨迹。因为机器人的手部的运动是所有关节运动的合成运动，要使手部按照规定的规律运动，就必须很好地控制各关节协调动作，包括运动轨迹、动作时序的协调。
2、较高的位置精度，很大的调速范围。除直角坐标式机器人外，机器人关节上的位置检测元件通常安装在各自的驱动轴上，构成位置半闭环系统。此外，由于存在开式链传动机构的间隙等，使得机器人总的位置精准度降低，与数控机床比，约降低一个数量级。但机器人的调速范围很大，通常超过几千。这是由于工作时，机器人可能以极低的作业速度加工工件；空行程时，为提高效率，又能以极高的速度移动。
3、系统的静差率要小，即要求系统具有较好的刚性。这是因为机器人工作时要求运动平稳，不受外力干扰，若静差率大将形成机器人的位置误差。
4、位置无超调，动态响应快。避免与工件发生碰撞，在保证系统适当响应能力的前提下增加系统的阻尼。
5、需采用加减速控制。大多数机器人具有开链式结构，其机械刚度很低，过大的加减速度会影响其运动平稳性，运动启停时应有加减速装置。通常采用匀加减速指令来实现。
6、各关节的速度误差系数应尽量一致。机器人手臂在空间移动，是各关节联合运动的结果，尤其是当要求沿空间直线或圆弧运动时。即使系统有跟踪误差，仍应要求各轴关节伺服系统的速度放大系数尽可能一致，而且在不影响稳定性的前提下，尽量取较大的数值。
7、从操作的角度看，要求控制系统具有良好的人机界面，尽量降低对操作者的要求。因此，在大部分的情况下，要求控制器的设计人员完成底层伺服控制器设计的同时，还要完成规划算法，而把任务的描述设计成简单的语言格式由用户完成。
8、从系统的成本角度看，要求尽可能地降低系统的硬件成本，更多的采用软件伺服的方法来完善控制系统的性能。
机器人控制系统的功能要求
1、记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。
2、示教功能：离线编程，在线示教，间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。
3、与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。
4、坐标设置功能：有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。
5、人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。
6、传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。
7、位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。
8、故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
机器人控制系统的主要种类
控制系统的任务，是根据机器人的作业指令程序、以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成的运动和功能。假如机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。
根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。
根据控制运动的形式可分为点位控制和轨迹控制。
机器人控制系统的基本单元1、控制计算机：控制系统的调度指挥中心机构。
2、示教盒：示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作，拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。
3、操作面板： 由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。
4、硬盘和软盘存储存：储机器人工作程序的外围存储器。
5、数字和模拟量输入输出：各种状态和控制命令的输入或输出。
6、打印机接口：记录需要输出的各种信息。
7、传感器接口：用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。
8、轴控制器：完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。
9、辅助设备控制：用于和机器人配合的辅助设备控制，如手爪变位器等。
10通信接口：实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接口等。
11、网络接口
1）Ethernet接口：可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信，数据传输速率高达10Mbit/s，可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后，支持TCP/IP通信协议，通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。
2）Fieldbus接口：支持多种流行的现场总线规格，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
机器人控制系统结构方式
集中控制系统
用一台计算机实现全部控制功能，结构简单，成本低，但实时性差，难以扩展，在早期的机器人中常采用这种结构，其构成框图，如图所示。
基于PC的集中控制系统里，充分利用了PC资源开放性的特点，可以实现很好的开放性：多种控制卡，传感器设备等都可以通过标准PCI插槽或通过标准串口、并口集成到控制系统中。
集中式控制系统的优点是：硬件成本较低，便于信息的采集和分析，易于实现系统的最优控制，整体性与协调性较好，基于PC的系统硬件扩展较为方便。
其缺点也显而易见：系统控制缺乏灵活性，控制危险容易集中，一旦出现故障，其影响面广，后果严重；由于机器人的实时性要求很高，当系统进行大量数据计算，会降低系统实时性，系统对多任务的响应能力也会与系统的实时性相冲突；此外，系统连线复杂，会降低系统的可靠性。
主从控制方式
采用主、从两级处理器实现系统的全部控制功能。主CPU实现管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等：从CPU实现所有关节的动作控制。其构成框图，如图所示。
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。
分散控制方式
按系统的性质和方式将系统控制分成几个模块，每一个模块各有不同的控制任务和控制策略，各模式之间可以是主从关系，也可以是平等关系。这种方式实时性好，易于实现高速、高精度控制，易于扩展，可实现智能控制，是目前流行的方式，其控制框图如图所示。
其主要思想是“分散控制，集中管理”，即系统对其总体目标和任务可以进行综合协调和分配，并通过子系统的协调工作来完成控制任务，整个系统在功能、逻辑和物理等方面都是分散的，所以又称为集散控制系统或分散控制系统。
这种结构中，子系统是由控制器和不同被控对象或设备构成的，各个子系统之间通过网络等相互通讯。分布式控制结构提供了一个开放、实时、精确的机器人控制系统。分布式系统中常采用两级控制方式。
两级分布式控制系统
通常由上位机、下为机和网络组成。上位机可以进行不同的轨迹规划和控制算法，下位机进行插补细分、控制优化等的研究和实现。上位机和下位机通过通讯总线相互协调工作，这里的通讯总线可以是RS-232、RS-485、EEE-488以及USB总线等形式。
现在，以太网和现场总线技术的发展为机器人提供了更快速、稳定、有效的通讯服务。尤其是现场总线，它应用于生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向多结点数字通信，从而形成了新型的网络集成式全分布控制系统—现场总线控制系统。
分布式控制系统的优点在于：系统灵活性好，控制系统的危险性降低，采用多处理器的分散控制，有利于系统功能的并行执行，提高系统的处理效率，缩短响应时间。
机器人控制系统分类
1、程序控制系统：给每一个自由度施加一定规律的控制作用，机器人就可实现要求的空间轨迹。
2、自适应控制系统：当外界条件变化时，为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质，其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察，再调整非线性模型的参数，一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。
3、人工智能系统：事先无法编制运动程序，而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息，实时确定控制作用。
4、点位式控制系统：要求机器人准确控制末端执行器的位姿，而与路径无关。
5、连续轨迹控制系统：要求机器人按示教的轨迹和速度运动。
6、控制总线：国际标准总线控制系统。采用国际标准总线作为控制系统的控制总线，如VME、MULTI-bus、STD-bus、PC-bus。
7、自定义总线控制系统：由生产厂家自行定义使用的总线作为控制系统总线。
8、编程方式：物理设置编程系统。由操作者设置固定的限位开关，实现起动，停车的程序操作，只能用于简单的拾起和放置作业。
9、在线编程：通过人的示教来完成操作信息的记忆过程编程方式，包括直接示教模拟示教和示教盒示教。
10、离线编程：不对实际作业的机器人直接示教，而是脱离实际作业环境，示教程序，通过使用高级机器人，编程语言，远程式离线生成机器人的作业轨迹。