Charakteristika riadiaceho systému robota
Štruktúra robota využíva priestorovú štruktúru otvoreného spojenia a pohyb každého kĺbu je nezávislý. Na realizáciu trajektórie pohybu koncového bodu je potrebná pohybová koordinácia viacerých kĺbov. Preto je jeho riadiaci systém oveľa zložitejší ako bežný riadiaci systém s nasledujúcimi charakteristikami:
1. Riadenie robota úzko súvisí s štrukturálnou kinematikou a dynamikou. Stav ruky robota možno opísať rôznymi súradnicami. Podľa potreby zvoliť iný referenčný súradnicový systém a vykonať príslušnú transformáciu súradníc;
2. Často je potrebné vyriešiť problémy pohybu dopredu a dozadu. Okrem toho je potrebné zvážiť aj vplyv zotrvačných síl, vonkajších síl (vrátane gravitácie), Coriolisových síl a centritických síl.
3, jednoduchý robot má tiež aspoň 3 až 5 stupňov voľnosti, zložitejšie roboty majú viac ako tucet, ba až desiatky stupňov voľnosti. Každý stupeň voľnosti vo všeobecnosti obsahuje servo mechanizmus, ktorý musí byť koordinovaný, aby vytvoril viacpremenný riadiaci systém.
4. Organicky koordinujte viacero nezávislých servosystémov, aby konali podľa ľudskej vôle a dokonca poskytli robotovi určitú inteligenciu. Túto úlohu môže vykonať iba počítač. Preto riadiaci systém robota musí byť počítačový systém.
5, matematický model popisujúci stav a pohyb robota je nelineárny model, s rôznymi stavmi a zmenami vonkajších síl, menia sa aj jeho parametre a medzi premennými stále existuje väzba.
6, pohyb robota sa môže uskutočňovať rôznymi spôsobmi a cestami, preto existuje „optimálny“ problém. Pokročilé roboty dokážu pomocou metód umelej inteligencie vytvoriť obrovskú informačnú základňu s počítačmi, s pomocou informačnej základne pre riadenie, rozhodovanie, riadenie a prevádzku.
Tradičné automaty nie sú zamerané na vlastnú činnosť, kým riadiaci systém priemyselného robota sa viac zameriava na vzťah medzi telom a prevádzkovým objektom.
Preto je riadiaci systém robota prepojený, nelineárny multivariabilný riadiaci systém úzko súvisiaci s princípmi kinematiky a dynamiky.
Keďže skutočná pracovná situácia je odlišná, môže existovať celý rad rôznych metód riadenia, od jednoduchej automatizácie programovania, mikroprocesorového riadenia až po riadenie malých počítačov atď.
Charakteristika a základné požiadavky na riadiaci systém robota
Pre implementáciu dobrého riadenia robota je dôležité poznať vlastnosti riadeného robota a z toho, čo vieme o dynamike robota, má tieto vlastnosti:
1. Podstatou robota je nelineárny systém. Existuje mnoho faktorov, ktoré spôsobujú nelinearitu robota, ako je štruktúra, časti prevodovky, komponenty pohonu atď.
2. Medzi kĺbmi vzniká väzbový efekt, ktorý sa prejavuje ako pohyb určitého kĺbu. Na ostatné kĺby budú dynamické účinky, takže každý kĺb musí znášať rušenie spôsobené pohybom iných kĺbov.
3 je časovo premenlivý systém a dynamické parametre sa menia s polohou pohybu kĺbu.
Z hľadiska použitia je robot špeciálnym automatizačným zariadením a jeho riadenie má nasledujúce vlastnosti a požiadavky:
1, viacosové riadenie koordinácie pohybu na vytvorenie požadovanej pracovnej trajektórie. Pretože pohyb ruky robota je syntézou všetkých pohybov kĺbov, aby sa ruka pohybovala podľa stanoveného zákona, je potrebné kontrolovať koordináciu každého kĺbu, vrátane trajektórie pohybu, postupnosti akcií a ďalších aspektov koordinácie.
2, vysoká presnosť polohy, veľký rozsah rýchlosti
3. Statická chybovosť systému by mala byť malá
4. Koeficient chyby rýchlosti každého spoja by mal byť čo najkonzistentnejší
5, poloha bez prekmitu, dynamická odozva čo najrýchlejšia
6, je potrebné použiť plus (mínus) ovládanie rýchlosti
7, z prevádzkového hľadiska sa vyžaduje, aby riadiaci systém mal dobré rozhranie človek-stroj, aby sa čo najviac znížili požiadavky na operátora
8. Z hľadiska systémových nákladov je potrebné čo najviac znížiť náklady na hardvér systému a na zlepšenie výkonu riadiaceho systému sa používa viac softvérových servo metód.
Režim ovládania robota:
Neexistuje jednotný štandard pre klasifikáciu režimu riadenia priemyselných robotov:
1. Režim ovládania činnosti robota
2. Režim ovládania pohybu robota
(1. Režim riadenia polohy robota: režim riadenia polohy - režim pevnej polohy, režim viacbodovej polohy, režim riadenia servopohonu; Režim riadenia dráhy: plynulé riadenie trajektórie, riadenie z bodu do bodu)
(2. Režim ovládania rýchlosti robota: režim ovládania rýchlosti - ovládanie s pevnou rýchlosťou, ovládanie s premenlivou rýchlosťou; Režim ovládania zrýchlenia - režim ovládania pevného zrýchlenia, režim ovládania premenlivého zrýchlenia)
(3. Režim ovládania sily robota)
Režim riadenia sekvencie akcií robota
3. Režim ovládania výučby robota
(1. Výučba so skutočným robotom: priama metóda výučby - výkonová úroveň je oddelená od výučby a servoúroveň je prepojená s výučbou; metóda výučby na diaľku - metóda výučby v boxe, metóda výučby s joystickom, metóda výučby master-slave)
(2. Žiadne učenie pomocou robota: nepriama metóda výučby – číslo modelu robota, číslo špeciálneho nástroja; metóda výučby offline -- zobrazovanie číselného vstupu, grafické znázornenie, softvérová výučba jazykov)
Štruktúra riadiaceho systému robota a princíp fungovania
Systém priemyselného robota sa zvyčajne delí na dve časti: telo mechanizmu a riadiaci systém. Prvky riadiaceho systému robota zahŕňajú najmä počítačový hardvérový systém a softvér na riadenie prevádzky, vstupné/výstupné zariadenia a zariadenia, pohonný systém, senzorový systém.
Riadiaci systém priemyselného robota je dôležitou súčasťou robota na splnenie zadanej úlohy. Základné funkcie sú:
1. Funkcia pamäte
2. Vyučovacia funkcia
3, s kontaktnou funkciou periférneho zariadenia
4, funkcia nastavenia súradníc
5, rozhranie človek-stroj
6. Rozhranie snímača
7. Funkcia serva polohy
8. Diagnostika porúch a bezpečnostná ochranná funkcia