Caratteristiche del sistema di controllo del robot
La struttura del robot adotta la struttura a collegamento aperto spaziale e il movimento di ciascun giunto è indipendente. Per realizzare la traiettoria del movimento del punto finale, è necessaria la coordinazione del movimento di più articolazioni. Pertanto, il suo sistema di controllo è molto più complesso del sistema di controllo ordinario, con le seguenti caratteristiche:
1. Il controllo del robot è strettamente correlato alla cinematica e alla dinamica strutturale. Lo stato della mano del robot può essere descritto in una varietà di coordinate. In base alla necessità di scegliere un diverso sistema di coordinate di riferimento ed eseguire la trasformazione delle coordinate appropriata;
2. Spesso è necessario risolvere i problemi diretti e inversi del moto. Inoltre, è anche necessario considerare l'influenza delle forze inerziali, delle forze esterne (inclusa la gravità), delle forze di Coriolis e delle forze centritiche.
3, un robot semplice ha anche almeno da 3 a 5 gradi di libertà, i robot più complessi hanno più di una dozzina o addirittura dozzine di gradi di libertà. Ogni grado di libertà generalmente contiene un servomeccanismo, che deve essere coordinato per formare un sistema di controllo multivariabile.
4. Coordina organicamente più servosistemi indipendenti per farli agire secondo la volontà umana e persino dare al robot una certa intelligenza. Questa attività può essere completata solo dal computer. Pertanto, il sistema di controllo del robot deve essere un sistema informatico.
5, il modello matematico che descrive lo stato e il movimento del robot è un modello non lineare, con diversi stati e cambiamenti nelle forze esterne, anche i suoi parametri stanno cambiando e ci sono ancora accoppiamenti tra le variabili.
6, il movimento del robot può essere realizzato in modi e percorsi differenti, quindi, c'è un problema "ottimale". I robot avanzati possono utilizzare metodi di intelligenza artificiale per stabilire un'enorme base di informazioni con i computer, con l'aiuto della base di informazioni per il controllo, il processo decisionale, la gestione e il funzionamento.
Le macchine automatiche tradizionali non sono focalizzate sulla propria azione, mentre il sistema di controllo del robot industriale si concentra maggiormente sulla relazione tra il corpo e l'oggetto operativo.
Pertanto, il sistema di controllo del robot è un sistema di controllo multivariabile accoppiato, non lineare, strettamente correlato ai principi della cinematica e della dinamica.
Poiché la situazione lavorativa effettiva è diversa, possono esserci una varietà di metodi di controllo diversi, dalla semplice automazione della programmazione, al controllo del microprocessore al controllo di un piccolo computer e così via.
Le caratteristiche e i requisiti di base del sistema di controllo del robot
Per implementare un buon controllo del robot, è importante conoscere le caratteristiche del robot controllato e, da quanto sappiamo sulla dinamica del robot, ha le seguenti proprietà:
1. L'essenza del robot è un sistema non lineare. Ci sono molti fattori che causano la non linearità del robot, come la struttura, le parti di trasmissione, i componenti di guida e così via.
2. C'è un effetto di accoppiamento tra le articolazioni, che si manifesta come il movimento di una certa articolazione. Ci saranno effetti dinamici su altre articolazioni, in modo che ciascuna articolazione debba sopportare il disturbo causato dal movimento di altre articolazioni.
3, è un sistema variabile nel tempo ei parametri dinamici cambiano con la posizione del movimento articolare.
Dal punto di vista dell'utilizzo, il robot è un'apparecchiatura di automazione speciale e il suo controllo ha le seguenti caratteristiche e requisiti:
1, controllo della coordinazione del movimento multiasse per generare la traiettoria di lavoro richiesta. Poiché il movimento della mano del robot è la sintesi di tutti i movimenti articolari, per far muovere la mano secondo la legge stabilita, è necessario controllare la coordinazione di ciascuna articolazione, compresa la traiettoria del movimento, la sequenza di azioni e altri aspetti della coordinazione.
2, elevata precisione di posizione, ampia gamma di velocità
3. Il tasso di errore statico del sistema dovrebbe essere piccolo
4. Il coefficiente di errore di velocità di ciascun giunto dovrebbe essere il più coerente possibile
5, posizione nessun superamento, risposta dinamica il più velocemente possibile
6, è necessario utilizzare il controllo della velocità più (meno).
7, dal punto di vista operativo, il sistema di controllo deve avere una buona interfaccia uomo-macchina, per quanto possibile ridurre i requisiti per l'operatore
8. Dal punto di vista del costo del sistema, è necessario ridurre il più possibile il costo hardware del sistema e vengono utilizzati più metodi servo software per migliorare le prestazioni del sistema di controllo
Modalità di controllo del robot:
Non esiste uno standard unificato per la classificazione della modalità di controllo dei robot industriali:
1. Modalità di controllo dell'azione del robot
2. Modalità di controllo del movimento del robot
(1. Modalità di controllo della posizione del robot: modalità di controllo del posizionamento - modalità di posizione fissa, modalità di posizione multipunto, modalità di controllo del servo; Modalità di controllo del percorso: controllo continuo della traiettoria, controllo da punto a punto)
(2. Modalità di controllo della velocità del robot: modalità di controllo della velocità - controllo della velocità fissa, controllo della velocità variabile; Modalità di controllo dell'accelerazione - modalità di controllo dell'accelerazione fissa, modalità di controllo dell'accelerazione variabile)
(3. Modalità di controllo della forza del robot)
Modalità di controllo della sequenza di azioni del robot
3. Modalità di controllo dell'insegnamento del robot
(1. Insegnamento con robot reale: metodo di insegnamento diretto - il livello di potenza è separato dall'insegnamento e il livello del servo è collegato all'insegnamento; Metodo di insegnamento del telecomando - metodo di insegnamento della scatola di insegnamento, metodo di insegnamento del joystick, metodo di insegnamento master-slave)
(2. Nessun insegnamento del robot: metodo di insegnamento indiretto - numero del modello del robot, numero dell'attrezzo speciale; metodo di insegnamento offline -- visualizzazione dell'input numerico, visualizzazione grafica, insegnamento della lingua del software)
Struttura del sistema di controllo del robot e principio di funzionamento
Un sistema robotico industriale è solitamente diviso in due parti: il corpo del meccanismo e il sistema di controllo. Gli elementi del sistema di controllo del robot includono principalmente il sistema hardware del computer e il software di controllo del funzionamento, le apparecchiature e i dispositivi di input/output, il sistema di azionamento, il sistema di sensori.
Il sistema di controllo del robot industriale è una parte importante del robot per completare il compito da determinare. Le funzioni di base sono:
1. Funzione di memoria
2. Funzione didattica
3, con funzione di contatto dell'apparecchiatura periferica
4, funzione di impostazione delle coordinate
5, interfaccia uomo-macchina
6. Interfaccia sensore
7. Posizione della funzione servo
8. Diagnosi dei guasti e funzione di protezione di sicurezza