浅谈机器人中的控制方式,机器人系统包括哪些

世界上最顶尖的机器人控制系统有哪些？世界顶级机器人品牌一定会研究自己的机器人控制系统。工业控制系统是机器人的大脑。之后在2005年达芬奇S系统和SI系统迭代上市。如何保证手术机器人应用系统的准确性？

达芬奇机器人系统的技术优势包括哪些？

上世纪90年代，在经历美苏冷战之后，全球最发的领域是军事领域。在太空中，使用的遥控机器人，用来抓取物体，维修空间站。这是人类第一次比较熟练的使用遥控机械手臂。Intuitive Surgical公司就依靠这个技术，创造了达芬奇手术机器人（da Vinci® Surgical System）。有时候，知道一个事物发展的由来，能够让你更快速的理解这个产品的技术原理和使用的情况。

2000年7月，da Vinci外科手术系统成为了美国FDA批准的第一个用于腹腔镜微创手术的自动控制机械系统。之后2005年，达芬奇s系统，SI系统不断迭代上市。达芬奇由三大系统构成：1、医生操作系统，就是医生在远程状态下头埋在操作台，手持操作手柄，进行操作的工作台。外科医生坐在医生控制台无菌区外，利用眼睛、手和脚，通过两个主控制器和7个脚踏板控制3D内窥镜和EndoWrist器械。

做这么一台手术，是要手脚并用的。操作中的目镜可以看到的画面，以及人手操作。可以将画面放大10倍，甚至通过窥镜进行更深入的放大。从一个机械操作者的角度来讲，只要看得见，就可以很精准。2、床旁机械臂系统，就是机械手，例如窥镜，手术刀，镊子等多个处理设备。（1）4关节镜头臂：调节镜头位置，（2）7关节器械臂：调节器械位置，（3）可转腕的操作器械：操作部件，（4）背部电动推柄：移动设备。

从运动控制的角度来讲，这个东西的运动学算法，实际上很复杂。毕竟就这么多轴的运动学逆解，既要达到精确，又要根据空间坐标位置纠偏。控制算法的复杂程度还是比较大的。说实话，以现在协作机器人的精度，是可以达到达芬奇机器人的精度的，±0.01mm，头发丝的直径。这个精准度协作已经已经可做做到了，并且比较问题。但为什么没有出现手术机器人普及的情况呢？（补充一下国内有天智航，另外也还有几家手术机器人）因为，专门应用于手术市场的软件应用比较复杂。

关于手术机器人的应用系统怎么保证，精准度的问题。我们脱离开达芬奇手术机器人，有操作过工业机器人的应该都知道，机器人有点动，和坐标路径规划的方式。手臂的运动速度是受到一定限制的，同时根据3D窥镜拍照获取的成像情况。其实是可以做到图像寻位的。这种其实可以做到一定的精确。手动状态下其实只要机械熟练后，安全性其实是要手动操刀要更加安全的。

3、视频处理系统，就是直接显示作业现场中，由于微创，或者是内窥状态下看不到的作业场景。直接显示到屏幕上方，可以有效的配合其他医生监控和处理。说的最直接的原理就是：可以看到更为微小的，更加深入的病灶，进行处理。当然操作中，也有两人一起操作的情况。从现在达芬奇可以做的各类手术来说，除了贵一点，还是应该多普及使用的。

机器人控制系统，都是采用哪家？国内有专门做机器人控制系统的企业吗？

工业机器人控制系统是机器人的大脑。通俗的理解：工业机器人控制系统就是一个可以解析运动算法的操作系统。在控制系统之上搭建各类应用，例如应用于焊接的焊接软件包，应用于码垛的码垛软件包，应用于喷涂的软件包等等。因此操作系统包括两个层面：基础的操作系统，还有在操作系统基础上面的应用软件。通俗的理解就是：一个机器人的控制系统应当是包含了windows系统 各类软件（QQ WORD 浏览器等）机器人操作中，目前主流采用的是：示教编程示教器，直接调用已经写好的指令进行编程：这类的操作，其实比较容易理解。

这种编程，并不是例如C语言那种复杂的码代码。而是直接调用指令。举一个简单的例子：你可以让机器人走直线，根据当前坐标向前移动5mm，直接调用MOVE()。有做过PPT的应该知道，让一个元素动，动作是怎么设定？只不过这种是已经封装好的可视化拖拽。其实机器人的运动操作，也不过是稍微复杂一点点的，指令。也就是Cir是圆弧运动，mov是直线移动……等等总计就那么多指令。

但也有不少领域，取消使用示教器，一个是降低成本，另外一个是机器人同其他设备进行整体集成，形成一个专机，由一个运动控制器控制。全球顶尖的机器人控制系统有哪些？全球顶尖的机器人品牌，一定会自己研究机器人控制系统。原因很简单，没有控制系统基本就是给别人打工。FANUC，ABB，KUKA，安川都是自己研发的控制系统。

这四家就不具体介绍了。想体验的可以直接去仿真操作。机器人控制系统核心在运动控制系统，因此在数控系统，以及运动控制领域的企业都具有进入这个领域的实力。下面我们说一下，国外与国内机器人控制系统，单独卖的企业。1、keba系统奥地利keba本身是做数控系统的，在机器人控制领域，2017年之前中国市场约60%被keba占据。

因为keba是唯一一个成熟的机器人控制系统，且自身不在中国市场生产本体，并对外开放卖系统的企业。那个时候真的是没办法，因为国内企业需要控制系统，但是能做出来的又少。就找到了keba。keba的机器人应用软件包，是目前品类较全面，且比较稳定。但价格优点高，不是一般的高。2、倍福作为全球顶尖的运动控制品牌。

如果单纯的说运动控制器，倍福应该算第一了吧。倍福的运动控制器集合了四轴scara，以及六轴机器人控制功能。但彼时的倍福并没有十分重视机器人市场。并未在机器人应用工艺软件包上面下功夫。倍福的机器人控制系统，其实是加强版的运动控制器。没有各类机器人软件包。只有基础的各类机器人原始动作。3、固高很高兴国产的系统固高，在机器人控制系统方面取得了不错的进展。

（熟悉固高的应该知道，他的老板是李泽湘，大疆无人机老板汪涛的老师，也是大疆的股东）。固高在机器人运动控制的技术在国内两家机器人企业得到直接的展现。一家是埃夫特，早年的埃夫特采用了固高系统和keba系统并行的策略。后来埃夫特收购了一个机器人控制系统惬意ROBOX，自己生产机器人控制系统。另一个在固高系统基础上成长起来的企业是东莞的李群自动化。

4、卡诺普卡诺普有过辉煌的时刻，17-18年国内涌现一批新晋机器人品牌，大量采用卡诺普机器人。并且卡诺普的优势是界面是中文界面。当然指令依然是英文界面。顶峰时期的卡诺普系统在国产中低端机器人市场占比达到60%-70%。代表性企业如：钱江，欢颜。然后伴随着市场压力越来越大，卡诺普在2018年开始进入本体市场。

而后前期的所有的密切合作的厂商，都开始各自切换控制系统，欢颜换成了宝元，新代数控抢了卡诺普多个客户。卡诺普选择做本体其实没有办法的办法。这个以后再细说吧。5、新代新代本身是做数控系统的，中国台湾的新代数控在木工机械，加工中心市场具有不少市场份额。新代很早就开始研发机器人，早在14年之前就有新代的机器人样机出来。

但是一直不稳定。18年系统稳定后，新一代开始在市场上扩张，拿下长虹。6.宝源(研华的品牌)研华收购宝源数控，填补了其在数控系统的空缺。目前宝元在机器人市场的唯一代表是一张笑脸。7.花城系统花城系统，一个土生土长的花城系统，迎来了自己的小金主——勃朗特。虽然我还不知道勃朗特卖的是机器人还是感情。