Характеристики на системата за управление на робота
Структурата на робота приема структурата на пространствената отворена връзка и движението на всяка става е независимо. За да се реализира траекторията на движение на крайната точка, е необходима координация на движението на множество стави. Следователно неговата система за управление е много по-сложна от обикновената система за управление със следните характеристики:
1. Управлението на робота е тясно свързано със структурната кинематика и динамика. Състоянието на ръката на робота може да бъде описано в различни координати. Според необходимостта да изберете различна референтна координатна система и да извършите подходящата координатна трансформация;
2. Често се изисква да се решат проблемите с движението в права и обратна посока. Освен това е необходимо да се вземе предвид влиянието на инерционните сили, външните сили (включително гравитацията), силите на Кориолис и центричните сили.
3, един прост робот също има поне 3 до 5 степени на свобода, по-сложните роботи имат повече от дузина или дори десетки степени на свобода. Всяка степен на свобода обикновено съдържа серво механизъм, който трябва да бъде координиран, за да образува многопроменлива система за управление.
4. Органично координирайте множество независими серво системи, за да ги накарате да действат според човешката воля и дори да дадете на робота определена интелигентност. Тази задача може да бъде изпълнена само от компютър. Следователно системата за управление на робота трябва да бъде компютърна система.
5, математическият модел, описващ състоянието и движението на робота, е нелинеен модел, с различни състояния и промени във външните сили, неговите параметри също се променят и все още има връзка между променливите.
6, движението на робота може да се осъществи по различни начини и пътища, следователно има "оптимален" проблем. Усъвършенстваните роботи могат да използват методи на изкуствен интелект, за да създадат огромна информационна база с компютри, с помощта на информационната база за контрол, вземане на решения, управление и работа.
Традиционните автоматични машини не са фокусирани върху собственото си действие, докато системата за управление на индустриалния робот се фокусира повече върху връзката между тялото и обекта на работа.
Следователно системата за управление на робота е свързана, нелинейна многопроменлива система за управление, тясно свързана с принципите на кинематиката и динамиката.
Тъй като действителната работна ситуация е различна, може да има разнообразие от различни методи за управление, от проста автоматизация на програмиране, микропроцесорно управление до управление на малък компютър и т.н.
Характеристики и основни изисквания към системата за управление на робота
За осъществяване на добър контрол на робота е важно да се познават характеристиките на управлявания робот и от това, което знаем за динамиката на робота, той има следните свойства:
1. Същността на робота е нелинейна система. Има много фактори, които причиняват нелинейността на робота, като структура, трансмисионни части, задвижващи компоненти и т.н.
2. Между ставите има ефект на съединяване, който се проявява като движение на определена става. Ще има динамични ефекти върху други стави, така че всяка става да понесе смущенията, причинени от движението на други стави.
3, е променяща се във времето система и динамичните параметри се променят с позицията на движението на ставата.
От гледна точка на употреба, роботът е специално оборудване за автоматизация и неговото управление има следните характеристики и изисквания:
1, многоосно управление на координацията на движението за генериране на необходимата работна траектория. Тъй като движението на ръцете на робота е синтез на цялото движение на ставите, за да може ръката да се движи според зададения закон, е необходимо да се контролира координацията на всяка става, включително траекторията на движение, последователността на действията и други аспекти на координацията.
2, висока точност на позицията, голям диапазон на скоростта
3. Степента на статична грешка на системата трябва да е малка
4. Коефициентът на грешка на скоростта на всяка връзка трябва да бъде възможно най-последователен
5, позиция без превишаване, динамична реакция възможно най-бързо
6, трябва да използвате плюс (минус) контрол на скоростта
7, от оперативна гледна точка системата за управление трябва да има добър интерфейс човек-машина, доколкото е възможно, за да се намалят изискванията към оператора
8. От гледна точка на цената на системата, необходимо е да се намалят разходите за хардуер на системата възможно най-много и се използват повече софтуерни серво методи за подобряване на производителността на системата за управление
Режим на управление на робота:
Няма единен стандарт за класификация на режима на управление на промишлени роботи:
1. Режим на управление на действието на робота
2. Режим на управление на движението на робота
(1. Режим на управление на позицията на робота: режим на управление на позиционирането - режим на фиксирана позиция, режим на многоточкова позиция, режим на серво управление; Режим на управление на пътя: непрекъснато управление на траекторията, управление от точка до точка)
(2. Режим на управление на скоростта на робота: режим на управление на скоростта - управление на фиксирана скорост, управление на променлива скорост; Режим на управление на ускорението - режим на управление на фиксирано ускорение, режим на управление на променливо ускорение)
(3. Режим на управление на силата на робота)
Режим на управление на последователността от действия на робота
3. Режим на управление на обучението на робота
(1. Обучение с действителен робот: директен метод на обучение - нивото на мощност е отделено от обучението, а нивото на серво е свързано с обучението; Метод на обучение с дистанционно управление - метод на обучение с кутия за обучение, метод на обучение с джойстик, метод на обучение master-slave)
(2. Без обучение на робот: индиректен метод на обучение - номер на модел на робот, номер на специален инструмент; офлайн метод на обучение -- показване на цифрово въвеждане, графично показване, езиково преподаване на софтуер)
Структура на системата за управление на робота и принцип на работа
Индустриалната роботна система обикновено се разделя на две части: тялото на механизма и системата за управление. Елементите на системата за управление на робота включват главно компютърна хардуерна система и софтуер за контрол на работата, входно/изходно оборудване и устройства, задвижваща система, сензорна система.
Системата за управление на индустриалния робот е важна част от робота за изпълнение на задачата, която предстои да бъде определена. Основните функции са:
1. Функция на паметта
2. Учебна функция
3, с функция за контакт с периферно оборудване
4, функция за настройка на координати
5, интерфейс човек-машина
6. Сензорен интерфейс
7. Функция серво позициониране
8. Функция за диагностика на неизправности и защита на безопасността