I. Funkcije koje treba postići industrijskim sustavom upravljanja robotima
Sustav upravljanja robotom važan je dio robota, koji se koristi za kontrolu operatora za dovršavanje određenog radnog zadatka, njegove osnovne funkcije su sljedeće:
1.Memorijska funkcija:Spremite redoslijed rada, put pokreta, način pokreta, brzinu kretanja i informacije povezane s procesom proizvodnje.
2. Demonstracija funkcija:Offline programiranje, internetska demonstracija, neizravna demonstracija. Internetska nastava uključuje dvije vrste nastavnih kutija i vođenu nastavu.
3. Kontaktiranje funkcije s perifernom opremom:Ulazno i izlazno sučelje, komunikacijsko sučelje, mrežno sučelje, sučelje za sinkronizaciju.
4. Funkcija postavljanja roordiranja:Zajednički, apsolutni, alat, korisno definirane četiri vrste koordinatnog sustava.
5. sučelje humanog mahina:Demonstracijski okvir, radna ploča, zaslon.
6.Sensor sučelje:Otkrivanje položaja, vid, dodir, sila itd.
7.pozicijska servo funkcija:Robot višeosna povezanost, kontrola pokreta, kontrola brzine i ubrzanja, dinamička kompenzacija itd.
8. Funkcija dijagnoze i zaštite sigurnosti:Nadgledanje statusa sustava tijekom rada, zaštita sigurnosti u stanju grešaka i samo-dijagnoza grešaka.
Ii. Sastav sustava upravljanja industrijskim robotima
1. Kontrološko računalo:Organizacija naredbe upravljanja sustavom. Općenito mikroračunalo, mikroprocesor 32- bit, 64- bit, itd. Kao što su CPU serije Pentium i druge vrste CPU -a.
2. Nastavni okvir:Podučavanje putanje robota i postavke parametara, kao i sve operacije interakcije čovjeka i računala, s vlastitim neovisnim CPU-om i jedinicom za pohranu, te glavnim računalom za serijsku komunikaciju za postizanje interakcije s informacijama.
3. Operativna ploča:Sastoji se od različitih gumba za rad i svjetla pokazatelja statusa, a izvršava samo rad osnovne funkcije.
4. Skladištenje tvrdog diska i diskete:Periferna memorija za pohranu radnog programa robota.
5. Digitalni i analogni ulaz i izlaz:Ulaz ili izlaz različitih naredbi statusa i upravljanja.
6. sučelje pisača:Zabilježite potrebu za iznosom različitih informacija.
7. Sučelje senzora:Za automatsko otkrivanje informacija kako bi se postigla glatka kontrola robota, općenito za senzore sile, dodira i vida.
8. Kontroler osi:Ispunite položaj robota, kontrolu brzine i ubrzanja.
9. Kontrola pomoćne opreme:Koristi se s robotom s kontrolom pomoćne opreme, poput varijatora ručnih kandži i tako dalje.
10. Komunikacijsko sučelje:Shvatite robota i druge razmjene informacija o opremi, općenito serijsko sučelje, paralelno sučelje itd.
11. Mrežno sučelje
(1) Ethernet sučelje: putem Ethernet -a za postizanje nekoliko ili jednostrukih komunikacija s izravnim PC -om robota, brzina prijenosa podataka do 10mbit / s, može biti izravno na računalu s funkcijom Windows Library za aplikacijsko programiranje nakon podrške TCP / IP komunikacijski protokol, putem Ethernet sučelja, učitat će se u podatke i programe u svakom kontroleru robota.
(2) FieldBus sučelje: podrška za razne popularne specifikacije FieldBus, kao što su DeviceNet, Aremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net i tako dalje.
Iii, klasifikacija sustava za kontrolu industrijskih robota
1. Sustav upravljačkog programa:Svakom stupnju slobode nametanja određene pravilnosti kontrolne uloge, robot može postići potrebnu prostornu putanju.
2.Adaktivni sustav upravljanja:Kad se vanjski uvjeti promijene, kako bi se osigurala potrebna kvaliteta ili kako bi se poboljšala kvaliteta kontrole s nakupljanjem iskustva, postupak se temelji na stanju operativnog stroja i promatranja pogreške servo, a zatim prilagodite Parametri nelinearnog modela, sve dok pogreška ne nestane. Struktura i parametri takvog sustava mogu se automatski promijeniti s vremenom i uvjetima.
3. ARTRIFIJSKI SUSTAVNI SUSTAV:Nemoguće je unaprijed pripremiti program pokreta, ali zahtijeva da se kontrolna uloga utvrdi u stvarnom vremenu tijekom procesa kretanja prema dobivenim informacijama o okolnom stanju.
4. točka vrsta:Robot je dužan precizno kontrolirati položaj krajnjeg efekta, neovisnog o stazi.
5.TRAKTY TIP:Robot je dužan kretati se u skladu s putanjem i brzinom.
6. Kontrol autobus:Međunarodni standardni sustav upravljanja autobusima. Usvojite International Standard sabirnicu kao upravljačku sabirnicu upravljačkog sustava, kao što su VME, Multi-Bus, STD-Bus, PC-Bus.
7. Okupirani sustav upravljanja sabirnicom:Proizvođač definira vlastitu upotrebu sabirnice kao sabirnicu upravljačkog sustava.
8. Metoda programiranja:Sustav programiranja fizičkih postavki. Postavljanje fiksnih graničnih prekidača od strane operatera kako bi realizirao program programa pokretanja i zaustavljanja, što se može koristiti samo za jednostavno odabir i postavljanje operacija.
9.online Programiranje:Kroz ljudsku nastavu za dovršavanje rada metoda programiranja procesa memorije memorije, uključujući izravnu nastavu i podučavanje poučavanja.
10.Offline Programiranje:Ne do stvarnog rada izravne nastave robota, već se odvoji od stvarnog operativnog okruženja.
Iv. Struktura upravljačkog sustava robota
Sustav upravljanja robotom može se podijeliti u tri kategorije prema njegovom načinu upravljanja.
(1) Centralizirani upravljački sustav (CentraliziraniControlSystem):Računalo za postizanje svih kontrolnih funkcija, jednostavne strukture, niskih troškova, ali lošeg u stvarnom vremenu, teško se proširiti, u ranom se robotu često koristi u ovoj strukturi.
Centralizirani upravljački sustav temeljen na računalu može se postići u potpunosti iskorištavanje karakteristika otvorene otvorene otvorene resurse: Razne kontrolne kartice, uređaji za senzore itd. Mogu se integrirati u upravljački sustav putem standardnog PCI utora ili kroz standardni serijski priključak, paralelni priključak. Prednosti centraliziranog upravljačkog sustava su: niži troškovi hardvera, jednostavni za prikupljanje i analizu informacija, lako realizirati optimalnu kontrolu sustava, bolji integritet i koordinacija, širenje hardvera utemeljenog na računalu je prikladnije. Njegovi nedostaci su također očigledni: nedostatak fleksibilnosti u kontroli sustava, opasnosti od kontrole lako se koncentrirati, nakon neuspjeha, njegov utjecaj na širok raspon ozbiljnih posljedica; Zbog visokih zahtjeva za industrijskim robotima u stvarnom vremenu, kada sustav izvrši veliki broj izračuna podataka, smanjit će prirodu sustava u stvarnom vremenu, reakcija sustava na više zadataka također će biti u sukobu s priroda sustava u stvarnom vremenu; Pored toga, sustav povezuje složenost sustava, što će smanjiti pouzdanost sustava.
(2) Sustav upravljanja master-slave:Master i robovski procesori koriste se za ostvarivanje svih kontrolnih funkcija sustava. Glavni CPU ostvaruje upravljanje, koordinatnu transformaciju, stvaranje putanja i samo-dijagnozu sustava itd.: Slave CPU ostvaruje kontrolu djelovanja svih zglobova. Njegov dijagram bloka sastava. Način upravljanja master-slave u stvarnom vremenu je bolji, pogodan za visoko preciznu, brzu kontrolu, ali njegova skalabilnost sustava je loša, poteškoće u održavanju.
(3) Decentralizirani upravljački sustav (DistributeControlSystem):Prema prirodi sustava i načinu na koji je kontrola sustava podijeljena u nekoliko modula, svaki modul ima različitu strategiju upravljanja i strategiju upravljanja, načini mogu biti glavni odnos master-slave, također mogu biti jednaki. Ovakav način u stvarnom vremenu je dobar, lako realizirati brzu, visoko precizno kontrolu, lako se proširiti, može se realizirati inteligentna kontrola, trenutno je popularan način.
Glavna ideja je "decentralizirana kontrola, centralizirano upravljanje", odnosno sustav njegovih cjelokupnih ciljeva i zadataka može biti integrirana koordinacija i distribucija, te koordinacijom podsustava za dovršavanje kontrolnog zadatka, cijeli sustav u funkcionalnom , logički i fizički aspekti su decentralizirani, tako da je DCS sustav poznat i kao centralizirani upravljački sustav ili decentralizirani upravljački sustav. . U ovoj se strukturi podsustavi sastoje od kontrolera i različitih kontroliranih objekata ili uređaja, a podsustavi komuniciraju jedni s drugima putem mreža i tako dalje. Distribuirana kontrolna struktura pruža otvoreni sustav u stvarnom vremenu i točan upravljački sustav robota. Dvije razine kontrole često se koriste u distribuiranim sustavima.
Dvije razine distribuiranog upravljačkog sustava obično se sastoji od gornjeg stroja, donjeg stroja i mreže. Gornji stroj može provesti različite algoritme za planiranje i upravljanje putanjama, a donji stroj provodi istraživanje i provedbu interpolacijske pododjele i optimizacije kontrole. Gornji i donji strojevi djeluju u koordinaciji jedni s drugima putem komunikacijskog sabirnice, što ovdje može biti u obliku Rs -232, rs -485, EEE -488 i USB sabirnice.
Danas razvoj Ethernet i Fieldbus tehnologije pruža brže, stabilne i učinkovite komunikacijske usluge za robote. Posebno FieldBus, koji se primjenjuje na proizvodno mjesto, u mikroračunalizaciji mjerne i upravljačke opreme za postizanje dvosmjerne digitalne komunikacije s više čvorova između formiranja nove vrste mrežnog integriranog potpuno raspodijeljenog upravljačkog sustava-FieldBus Control System FCS (FiledBusControlsystem) . U tvorničkoj proizvodnoj mreži, uređaji koji se mogu povezati kroz FieldBus kolektivno se nazivaju "poljskim uređajima/instrumentima". S gledišta teorije sustava, industrijski roboti, kao jedna od proizvodne opreme u tvornici, također se mogu kategorizirati kao terenski uređaji. Uvođenje FieldBus tehnologije u robotske sustave olakšava integraciju robota u industrijsko proizvodno okruženje.
Prednosti distribuiranog upravljačkog sustava su: dobra fleksibilnost sustava, smanjena opasnost od upravljačkog sustava, decentralizirana kontrola s multiprocesorima, što pogoduje paralelnom izvršavanju funkcija sustava, poboljšava učinkovitost obrade sustava i skraćuje vrijeme odgovora.
Za industrijske robote s više stupnjeva slobode, centralizirana kontrola dobro upravlja odnosom spajanja između pojedinih kontrolnih osi i može se vrlo jednostavno nadoknaditi. Međutim, kada se broj osi povećava do točke u kojoj kontrolni algoritam čini kompleksom, njezine se kontrolne performanse pogoršavaju. Nadalje, kada broj osi ili kontrolni algoritam u sustavu postane složen, može dovesti do redizajna sustava. Suprotno tome, distribuirana struktura ima svaku osi pokreta koju upravlja jedan kontroler, što znači da sustav ima manje međuosovinskog i veće rekonfigubibilnosti sustava.