專利解密 ABB告訴你：你所不了解的機器人控制方法

集微網消息，據6月26日新加坡《聯合早報》26日報道，英國牛津經濟研究所發表報告稱，預計到2030年，全球約2000萬個製造業崗位將被機器人取代。貧富差距將進一步拉大，但整體經濟產出將提高。

機器人這麼厲害，那麼你知道機器人的控制原理嗎？今天我們就一起來了解一項ABB公司關於機器人控制的專利。ABB公司作為全球電力和自動化技術領域的領導企業，致力於為工業、能源、電力、交通和建築行業客戶提供解決方案，幫助客戶提高生產效率。

其實早在16年10月12日，ABB就申請了一項名為「用於控制機器人的系統和方法」的發明專利（申請號為：201680089164.3），申請人為ABB瑞士股份有限公司。

根據目前公開的專利申請文件，讓我們一起來了解一下你所不知道的機器人控制方法吧

如上圖所示為用於控制機器人的系統框圖，整個系統包括可編程式控制制器（PLC），PLC被配置為基於有限狀態機來定義機器人的多個狀態和相關聯的多個操作以及多個狀態之間的切換。

這裡的FSM包括至少兩個新狀態：初始狀態和校準狀態。添加了初始狀態可以使得自測程序能夠檢查機器人的部件是否能夠正確地操作，並且校準狀態被配置用於校準機器人。

這兩種狀態都是非常有用的，例如機器人由於某種原因不能啟動，則初始狀態可以向用戶提供包含重要消息的信號，從而有助於機器人系統的故障排除或維護。此外校準狀態可以額外地檢查機器人是否已經被校準。利用這兩個新引入的狀態與其他狀態以及相關聯的切換條件和功能模塊，這種機器人專用的FSM設計將實現改進的機器人移動控制。

如上圖是用於控制機器人的FSM示意圖，其中列出了機器人所有的狀態，我們將從這些狀態來講述機器人是如何執行指令的。除了初始狀態和校準狀態之外，FSM還包括了幾個另外的狀態，包括：禁用狀態、待機狀態、移動狀態、停止狀態和錯誤狀態。如果滿足特定的切換條件，則機器人將相應地再FSM內的不同狀態之間切換。

在初始狀態中，PLC被配置為初始化機器人以啟用自測程序。此外，如果確定自測程序成功，也就是機器人的自動啟動準備就緒，則PLC被配置為將機器人從初始狀態轉換到校準狀態。

當機器人處於校準狀態時，如果確定校準完成，則PLC進一步被配置為將機器人從校準狀態轉換到禁用狀態。當機器人處于禁用狀態時，如果接收到坐標指令，則PLC進一步被配置為將機器人保持在禁用狀態並且激活機器人以促使定義針對機器人系統的坐標系。該坐標系對於大多數機器人尤其是工業機器人時必不可少的，可以通過這個坐標系更加完美的控制機器人。

當機器人處於移動狀態時，如果接收到點動指令，則PLC進一步被配置為將機器人保持在移動狀態並且激活機器人以點動。當機器人處於移動狀態時，如果接收到停止指令，則PLC進一步被配置為將機器人從移動狀態轉換到停止狀態以停止機器人的任何移動。

在這些操作中，停止指令可以被進一步被分類為不同類型。例如：停止指令可以包括被配置為在檢測到錯誤時停止機器人的移動的第一停止指令。停止指令還可以包括被配置為停止機器人的移動並同時根據需要斷開對機器人的電力供應。

上圖定義了用於控制機器人的方法的流程圖，而上述的具體的細節則包含在這些流程中。首先基於PLC中的FSM來定義機器人的多個狀態和相關聯的多個操作以及多個狀態之間的切換條件。如果滿足條件，則機器人在不同的狀態之間切換。

在某些時候，使機器人在不同狀態之間切換包括在初始狀態中初始化機器人以啟用自測試程序。狀態切換還包括如果確定自測程序成功，則將機器人從初始狀態轉換到校準狀態。

看到這裡相信你對於機器人的控制方法應該有了更加具體的了解，機器人對於人們的生產和生活自從工業時代就一直產生著深遠的影響，那麼對於即將到來的人工智慧時代，相信也必將會帶來一輪新的創新和創造，我們將持續關注！

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