I. Funktioner som ska uppnås genom industriellt robotkontrollsystem
Robotkontrollsystem är en viktig del av roboten, som används för att styra operatören för att slutföra en specifik arbetsuppgift, dess grundläggande funktioner är följande:
1. Minnesfunktion:Förvara driftsordning, rörelseväg, rörelseläge, rörelseshastighet och information relaterad till produktionsprocessen.
2.Demonstrationsfunktion:Offline -programmering, online -demonstration, indirekt demonstration. Onlineundervisning innehåller två typer av undervisningsrutor och guidad undervisning.
3. Kontaktfunktion med perifer utrustning:Ingångs- och utgångsgränssnitt, kommunikationsgränssnitt, nätverksgränssnitt, synkroniseringsgränssnitt.
4. Koordinatinställningsfunktion:Joint, Absolute, Tool, användardefinierade fyra typer av koordinatsystem.
5. Human-Machine Interface:Demonstrationsbox, operationspanel, display.
6. Sensor -gränssnitt:Positiondetektering, syn, beröring, kraft osv.
7. POSITION SERVO FUNKTION:Robot Multi-Axis-koppling, rörelsekontroll, hastighet och accelerationskontroll, dynamisk kompensation osv.
8. Funktionsdiagnos och säkerhetsskyddsfunktion:Systemstatusövervakning under drift, säkerhetsskydd under feltillstånd och feldiagnos.
Ii. Sammansättningen av det industriella robotstyrningssystemet
1. Kontrolldator:Kontrollsystemets schemaläggning Kommandoorganisation. Generellt sett mikrodator, mikroprocessor 32- bit, 64- bit, etc. såsom Pentium -serie CPU och andra typer av CPU.
2. Undervisningsruta:Undervisning av robotbanor och parameterinställningar, såväl som alla interaktionsoperationer för mänsklig dator, med sin egen oberoende CPU och lagringsenhet, och huvuddatorn för seriekommunikation för att uppnå informationsinteraktion.
3. Operationspanel:Den består av olika driftsknappar och statusindikatorlampor, och den åstadkommer bara den grundläggande funktionsoperationen.
4. Hårddisk och diskettlagring:Det perifera minnet för att lagra robotens arbetsprogram.
5. Digital och analog inmatning och utgång:Inmatning eller utgång av olika status- och kontrollkommandon.
6. Skrivargränssnitt:Registrera behovet av att mata ut en mängd information.
7. Sensorgränssnittet:För automatisk upptäckt av information för att uppnå smidig kontroll av roboten, vanligtvis för kraft-, berörings- och synsensorerna.
8. Axelkontroller:Slutför robotfogarna Position, hastighet och accelerationskontroll.
9. Kontroll av hjälputrustning:Används med roboten med kontroll av hjälputrustning, såsom handklovariatorer och så vidare.
10. Kommunikationsgränssnitt:Förkalla roboten och annat utbyte av utrustning, generellt seriellt gränssnitt, parallellt gränssnitt osv.
11. Nätverksgränssnitt
(1) Ethernet -gränssnitt: Genom Ethernet för att uppnå ett antal eller en enda robotdirekt PC -kommunikation kan dataöverföringshastighet på upp till 10Mbit / s vara direkt på datorn med Windows Library -funktionen för applikationsprogrammering efter stöd av TCP / IP -kommunikationsprotokollet, via Ethernet -gränssnittet kommer att laddas in i data och program i varje robotkontroller.
(2) FieldBus Interface: Support för en mängd populära fältbusspecifikationer, såsom Devicenet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net och så vidare.
III, klassificering av industriell robotstyrningssystem
1. Programkontrollsystem:För varje grad av frihet att införa en viss regelbundenhet i kontrollrollen kan roboten uppnå den nödvändiga rumsliga banan.
2. Anpassningsstyrningssystem:När de yttre förhållandena förändras, för att säkerställa den nödvändiga kvaliteten eller för att förbättra kontrollens kvalitet med ackumulering av erfarenhet på egen hand, är processen baserad på tillståndet för operationsmaskinen och servofelobservation och justera sedan Parametrarna för den olinjära modellen tills felet försvinner. Strukturen och parametrarna för ett sådant system kan ändras automatiskt med tid och förhållanden.
3.Artificiell intelligenssystem:Det är omöjligt att förbereda rörelseprogrammet i förväg, men kräver att kontrollrollen bestäms i realtid under rörelseprocessen enligt den erhållna informationen om det omgivande tillståndet.
4.Point Type:Roboten är skyldig att noggrant kontrollera positionen för sluteffektorn, oberoende av vägen.
5.Trajectory Type:Roboten är skyldig att flytta enligt banan och hastigheten som undervisas.
6. Kontrolbuss:Internationellt standardbussstyrningssystem. Anta internationell standardbuss som kontrollbuss för kontrollsystemet, såsom VME, Multi-Bus, STD-BUS, PC-BUS.
7. Samlad bussstyrningssystem:Tillverkaren definierar sin egen användning av bussen som styrsystembuss.
8. Programmeringsmetod:Fysisk inställningsprogrammeringssystem. Ställa in fasta gränsomkopplare från operatören för att förverkliga programdriften med att starta och stoppa, som endast kan användas för enkel plockning och placering av operationer.
9.online -programmering:Genom den mänskliga undervisningen för att slutföra driften av programmeringsmetoderna för informationsminnet, inklusive direkt undervisningssimulering av undervisning och undervisning.
10. Offline -programmering:Inte till den faktiska driften av robotens direktundervisning, utan fristående från den faktiska driftsmiljön.
Iv. Strukturen för robots kontrollsystem
Robotkontrollsystem kan delas in i tre kategorier enligt dess kontrollläge.
(1) Centraliserat styrsystem (centraliserat koncontrolsystem):En dator för att uppnå alla kontrollfunktioner, enkel struktur, låg kostnad, men dålig realtid, svår att expandera, i den tidiga roboten används ofta i denna struktur.
PC-baserat centraliserat styrsystem, som utnyttjar egenskaperna hos PC-resursöppenheten kan uppnås: olika kontrollkort, sensorenheter etc. kan integreras i kontrollsystemet genom standard PCI-spåret eller genom standardserien port, parallell port. Fördelarna med det centraliserade kontrollsystemet är: lägre hårdvarukostnader, enkla att samla in och analysera information, lätt att förverkliga den optimala kontrollen av systemet, bättre integritet och koordination, PC-baserad systemhårdvaruutvidgning är bekvämare. Dess brister är också uppenbara: bristen på flexibilitet i systemkontroll, kontrollrisker är enkla att koncentrera sig, när misslyckandet, dess inverkan på ett brett spektrum av allvarliga konsekvenser; På grund av de höga realtidskraven för industrirobotar, när systemet utför ett stort antal databeräkningar, kommer det att minska systemets realtid, systemets lyhördhet för flera uppgifter kommer också att vara i konflikt med Systemets realtids natur; Dessutom ansluter systemet systemets komplexitet, vilket kommer att minska systemets tillförlitlighet.
(2) Master-Slave Control System:Master- och slavprocessorerna används för att inse alla kontrollfunktioner i systemet. Master CPU inser hantering, koordinatomvandling, banagenerering och självdiagnos av systemet osv.: Slav CPU inser handlingskontrollen för alla leder. Dess sammansättningsblockdiagram. Master-Slave Control Mode System Realtid är bättre, lämpligt för högprecision, höghastighetskontroll, men dess systemskalbarhet är dåliga, underhållssvårigheter.
(3) Decentraliserat styrsystem (distributeControlSystem):Enligt systemets art och hur systemkontrollen delas upp i flera moduler, har varje modul en annan kontrolluppgift och kontrollstrategi, lägena kan vara master-slav-relation, kan också vara lika. Detta sätt att realtid är bra, lätt att förverkliga höghastighet, hög precisionskontroll, lätt att utöka, intelligent kontroll kan förverkligas, är det nuvarande populära sättet.
Huvudidén är "decentraliserad kontroll, centraliserad ledning", det vill säga systemet med dess övergripande mål och uppgifter kan vara integrerad samordning och distribution, och genom samordning av undersystem för att slutföra kontrolluppgiften, hela systemet i funktionella funktionerna , logiska och fysiska aspekter är decentraliserade, så DCS -systemet är också känt som ett centraliserat kontrollsystem eller decentraliserat styrsystem. . I denna struktur består delsystemen av styrenheter och olika kontrollerade objekt eller enheter, och delsystemen kommunicerar med varandra genom nätverk och så vidare. Den distribuerade kontrollstrukturen ger ett öppet, realtid och exakt robots kontrollsystem. Två kontrollnivåer används ofta i distribuerade system.
Ett två-nivå distribuerat styrsystem består vanligtvis av en övre maskin, en nedre maskin och ett nätverk. Den övre maskinen kan utföra olika banaplanerings- och kontrollalgoritmer, och den nedre maskinen utför forskning och implementering av interpoleringsunderavdelning och kontrolloptimering. De övre och nedre maskinerna arbetar i samordning med varandra via en kommunikationsbuss, som här kan vara i form av Rs -232, rs -485, eee -488 och USB -bussar.
Numera ger utvecklingen av Ethernet och FieldBus Technology snabbare, stabila och effektiva kommunikationstjänster för robotar. Speciellt FieldBus, som tillämpas på produktionsplatsen, i mikrodatoriseringen av mät- och kontrollutrustning för att uppnå dubbel-multi-nod digital kommunikation mellan bildandet av en ny typ av nätverksintegrerat fullt distribuerat styrsystem-FieldBus Control System FCS (FiledBusControlSystem) . I fabriksproduktionsnätverket kallas enheterna som kan anslutas via fältbusen kollektivt "fältenheter/instrument". Ur en systemteori synvinkel kan industrirobotar, som en av produktionsutrustningen i en fabrik, också kategoriseras som fältenheter. Införandet av FieldBus -teknik i robotsystem underlättar integrationen av robotar i industriproduktionsmiljöer.
Fördelarna med det distribuerade kontrollsystemet är: god systemflexibilitet, minskad fara för kontrollsystemet, decentraliserad kontroll med multiprocessorer, vilket bidrar till det parallella exekveringen av systemfunktioner, förbättrar systemets effektivitet och förkortar svarstiden.
För industrirobotar med flera frihetsgrader hanterar den centraliserade kontrollen kopplingsförhållandet mellan de enskilda kontrollaxlarna väl och kan kompenseras mycket enkelt. Men när antalet axlar ökar till den punkt där det gör kontrollalgoritmen komplex, försämras kontrollprestanda. När antalet axlar eller kontrollalgoritmen i systemet blir komplex kan det dessutom leda till en omdesign av systemet. Däremot har den distribuerade strukturen varje rörelseaxel hanteras av en enda styrenhet, vilket innebär att systemet har mindre interaxi-bogey och högre systemåterfigurerbarhet.