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系统组成与结构
1.电气控制系统组成
工业机器人是具有完整、独立电气控制系统的设备，这是它和普通工业机械手的***大区别。但是，目前还没有专业生产厂家统一生产、销售通用的工业机器人控制系统，现行的控制系统大都由机器人生产厂商研发、设计和制造；因而，不同机器人的控制系统外观、结构各不相同。
工业机器人控制系统（以下简称控制系统）主要用于运动轴的位置和轨迹控制，在组成和功能上与机床数控系统无本质的区别，系统同样需要有控制器、伺服驱动器、操作单元、辅助控制电路等基本控制部件。
（1）控制器。工业机器人控制器简称 IR 控制器，它是控制坐标轴位置和轨迹、输出插补脉冲，以及进行 DI/DO 信号逻辑运算处理、通信处理的装置，其功能与 CNC（数控装置）相同。IR 控制器可由工业 PC 机、接口板及相关软件构成；也可像 PLC 一样，由 CPU 模块、轴控模块、测量模块等构成。
（2）操作单元。操作单元是用于工业机器人操作、编程及数据输入/显示的人机界面。操作单元的主要功能是通过现场示教，生成机器人作业程序，故又称示教器。为了便于示教操作，操作单元以可移动手持式为主。
（3）伺服驱动器。伺服驱动器用于插补脉冲的功率放大，它具有闭环位置、速度和转矩控制的功能。工业机器人的驱动器以交流伺服驱动器为主，早期的直流伺服驱动、步进电机驱动现已很少使用。
（4）辅助控制电路。辅助电路主要用于控制器、驱动器电源的通断控制和接口信号的转换。由于工业机器人的控制要求，为了缩小体积、方便安装，辅助控制电路的器件常被统一安装在相应的控制模块或单元上。
不同用途的工业机器人虽在用途、外形、结构等方面有所区别，但它们对电气控制的要求类似，因此，IR 控制器对同一生产厂家的机器人具有通用性。日本安川公司既是世界著名的工业机器人生产企业，又是全球闻名的变频器、交流伺服驱动产品生产企业，其机器人控制系统的技术水平同样居世界***地位，本书将以该公司的 DX100 通用型控制系统为例，来介绍工业机器人的电气控制系统。
2.DX100 系统结构
安川 DX100 控制系统的外形及基本组成如图 5.1-1 所示，系统由控制柜和示教器两大部分组成。
1—急停按钮 2—电源总开关 3—示教器 4—控制柜
（1）示教器。示教器就是 DX100 的手持式操作单元，它是用于工业机器人操作、编程及数据输入/显示的人机界面。DX100 的示教器为有线连接，面板按键及显示信号通过网络电缆连接，急停按钮连接线直接连接至控制柜。
（2）控制柜。除示教器以及安装在机器人本体上的伺服驱动电机、行程开关外，控制系统的全部电气件都安装在控制柜内。DX100 控制柜的正面左上方安装有机器人的进线总电源开关，它用来断开控制系统的全部电源，使设备与电网隔离；正面右上方安装有急停开关，它可在机器人出现紧急情况时，快速分断控制系统电源、紧急停止机器人的全部动作，确保设备安全停机。
DX100 控制系统的电路和部件采用的是通用型设计，但是，系统配套的伺服驱动器的控制轴数、容量等与工业机器人的规格有关，因此，控制柜的外形、配套的伺服驱动器，以及输入电源的容量等稍有不同。DX100 控制柜的内部器件布置如图 5.1-2 所示，控制柜采用了风扇冷却，前门内侧安装有冷却风扇 11；后部设计有隔离散热区。
1—电源进线 2—总开关 3—安全单元 4—ON/OFF 单元 5—电缆插头 6—伺服电源模块 7—制动单元 8—伺服驱动器 9—电源单元 10—IR 控制器 11、13—风机 12—手柄 14—制动电阻 15—I/O 单元 16—接线端
DX100 控制系统的控制器件以单元或模块的形式安装。伺服电源通断控制用的 ON/OFF 单元 4、安全单元 3 安装在控制柜上部；伺服驱动器 8 与电源模块 6、制动单元 7 及连接机器人输入/输出信号的 I/O 单元 15 安装在中部；电源单元 9、IR 控制器 10 安装在控制柜下方；控制柜风机 13、驱动器制动电阻 14 安装在后部隔离散热区。
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