I. Koncept systému řízení robotů
Robotický kontrolní systém je systém řízení s vlastními cíli a funkcemi sestávajícími z kontrolního subjektu, řídicího objektu a řídicího média. Řídicí systém naznačuje, prostřednictvím kterého lze zachovat a měnit jakékoli zájem nebo proměnlivé množství uvnitř stroje, mechanismu nebo jiného zařízení. Je také implementován řídicí systém, který přinese kontrolovaný objekt do předem stanoveného požadovaného stavu. Řídicí systém způsobuje, že kontrolovaný objekt má tendenci k určitému požadovanému stabilnímu stavu.
Ii. Funkční požadavky systému kontroly robota
1, Funkce paměti: Ukládejte pořadí provozu, cestu pohybu, režim pohybu, rychlost pohybu a informace týkající se výrobního procesu.
2, Výuka funkce: Offline programování, online výuka, nepřímá výuka. Online demonstrace zahrnuje dva druhy demonstrační krabice a demonstrace průvodce.
3, Kontaktní funkce s periferním zařízením: vstupní a výstupní rozhraní, komunikační rozhraní, síťové rozhraní, synchronizační rozhraní.
4, Funkce nastavení souřadnic: kloub, absolutní, nástroj, uživatelsky definované čtyři druhy souřadnicového systému.
5, rozhraní pro lidské stroje: Demonstrační pole, Operační panel, displej.
6, rozhraní senzoru: detekce polohy, vidění, dotek, síla atd.
7, Pozice Servo Funkce: Robot víceosé propojení, řízení pohybu, rychlost a kontrola zrychlení, dynamická kompenzace.
8, Funkce diagnostiky a ochrany bezpečnosti selhání: Sledování stavu systému Během provozu, ochrana bezpečnosti a sebeotiagnóza poruch za poruchového stavu.
Iii, hlavní typy systému řízení robotů
Úkolem řídicího systému je ovládat pohon robota a dokončit pohyb a funkci podle programu instrukcí pro provoz robota a signály se vrátily ze zpětné vazby senzoru. Pokud robot nemá charakteristiky zpětné vazby informací, jedná se o kontrolní systém s otevřenou smyčkou; Pokud má charakteristiky zpětné vazby informací, jedná se o řídicí systém s uzavřenou smyčkou.
Podle principu kontroly lze rozdělit do systému řízení programu, systém adaptivního řízení a systému kontroly umělé inteligence.
Podle formy kontrolního pohybu lze rozdělit do bodové kontroly a kontroly trajektorie.
IV, složení systému řízení průmyslového robota
1, Control Computer: Dispečink a velící centrum řídicího systému.
2, Teaching Box: Výuka trajektorie robotů a nastavení parametrů, jakož i všechny interakce s lidským počítačem, s vlastní nezávislou CPU a jednotkou úložiště a hlavním počítačem pro sériovou komunikaci k dosažení informační interakce.
3, Operační panel: Skládá se z různých operačních tlačítek a světel indikátoru stavu a provádí pouze základní funkci.
4, Úložiště pevného disku a diskety: Periferní paměť pro uložení pracovního programu robota.
5, Digitální a analogový vstup a výstup: Různé vstup nebo výstup příkazu státu a řízení.
6, rozhraní tiskárny: Zaznamenejte potřebu vydat řadu informací.
7, Senzorové rozhraní: Pro automatickou detekci informací k dosažení hladkého ovládání robota, obvykle pro senzory síly, dotyku a vidění.
8, ovladač osa: Dokončete polohu, rychlost a kontrolu zrychlení robotů.
9, Ovládání pomocného vybavení: Používá se s robotem s kontrolou pomocného vybavení, jako jsou varianty ruční drápy atd.
10 Komunikační rozhraní: Uvědomte si výměnu informací o robotech a jiných zařízeních, obecně sériové rozhraní, paralelní rozhraní atd.
11, síťové rozhraní
(1) Rozhraní Ethernet: Prostřednictvím Ethernetu k dosažení několika nebo jednorázové komunikace s PC s jediným robotem může být rychlost přenosu dat až 10mbit / s přímo na PC s funkcí knihovny Windows pro aplikační programování, podpora pro TCP / IP Komunikační protokoly prostřednictvím rozhraní Ethernet budou načteny daty a programy do každého řadiče robotů.
(2) Rozhraní FieldBus: Podpora řady populárních specifikací FieldBus, jako jsou DeviceNet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net atd.
Struktura systému V. Systém řídicího systému robota
Centralizovaný kontrolní systém
Uvědomte si všechny ovládací funkce s jedním počítačem, jednoduchou strukturou, nízkými náklady, ale špatným v reálném čase, obtížně se rozšířit.
Centralizovaný řídicí systém založený na PC plně využívá otevřenost PC zdrojů a může dosáhnout dobré otevřenosti: různé kontrolní karty, senzorové zařízení atd. Lze integrovat do řídicího systému prostřednictvím standardního slotu PCI nebo prostřednictvím Standardní sériový port, paralelní port.
Výhody centralizovaného řídicího systému jsou: nižší náklady na hardware, snadno shromažďovatelné a analyzují informace, snadno realizaovatelné optimální kontrolu systému, lepší integritu a koordinaci, expanze hardwaru založeného na počítači je pohodlnější.
Nevýhody jsou také zřejmé: nedostatek flexibility při kontrole systému, regulační rizika lze snadno centralizovat, jakmile dojde k selhání, jeho dopad na širokou škálu vážných důsledků; Vzhledem k vysokým požadavkům robota v reálném čase, kdy systém provádí velké množství výpočtů dat, sníží systém v reálném čase, reakce systému na více úkolů bude také v rozporu s reálným systémem čas; Kromě toho se systém spojí se složitostí, což sníží spolehlivost systému.
Režim ovládání Master-Slave
Procesory Master a Slave se používají k realizaci všech kontrolních funkcí systému. Hlavní CPU si realizuje management, transformaci koordinovaných, generování trajektorie a samoaiagniózu systému atd.: CPU otroka si uvědomí kontrolu pohybu všech kloubů. Jeho blokové schéma složení, jak je znázorněno na obrázku.
Systém režimu Master-Slave Režim je v reálném čase lepší, vhodný pro vysoce přesné a vysokorychlostní řízení, ale jeho škálovatelnost systému je špatná, potíže s údržbou.
Decentralizovaný režim řízení
Podle povahy systému a způsobu, jakým je ovládání systému rozděleno do několika modulů, má každý modul jinou kontrolní úlohu a strategii řízení a vztah mezi režimy může být mistrovský nebo stejný. Tento způsob v reálném čase je dobrý, snadno realizovatelný vysokorychlostní, vysokohodinovou kontrolu, snadno se rozšíří, inteligentní kontrolu lze realizovat, je současným populárním způsobem.
Hlavní myšlenkou je „decentralizovaná kontrola, centralizovaná řízení“, tj. Systém jeho celkových cílů a úkolů může být integrovaná koordinace a distribuce a prostřednictvím koordinace subsystémů pro dokončení kontrolního úlohy, celý systém ve funkci , logické a fyzické aspekty jsou decentralizovány, takže je také známý jako centralizovaný kontrolní systém nebo decentralizovaný řídicí systém.
V této struktuře jsou subsystémy složeny z ovladačů a různých kontrolovaných objektů nebo zařízení a subsystémy spolu komunikují prostřednictvím sítí atd. Distribuovaná řídicí struktura poskytuje otevřený systém řídícího robota v reálném čase a přesný systém robotů. V distribuovaných systémech se často používají dvě úrovně kontroly.
Dvouúrovňový distribuovaný řídicí systém
Obvykle se skládá z horního stroje, spodního stroje a sítě. Horní stroj může provádět různé algoritmy pro plánování a řízení trajektorie, zatímco dolní stroj provádí výzkum a implementaci interpolačního subdivize a optimalizace kontroly. Horní a dolní stroje spolupracují ve vzájemné koordinaci prostřednictvím komunikační sběrnice, která zde může být ve formě Rs -232, RS -485, EEE -488 a USB Bus.
V současné době poskytuje vývoj technologie Ethernet a Fieldbus rychlejší, stabilní a efektivní komunikační služby pro roboty. Zejména Fieldbus, který se aplikuje na výrobní místo, při mikropočítadle měřicího a řídicího zařízení mezi realizací obousměrné digitální komunikace s více uzly, čímž tvoří nový typ plně distribuovaného řídicího systému integrovaného sítě-FieldBus.
Výhody distribuovaného řídicího systému jsou: dobrá flexibilita systému, snížené riziko řídicího systému, použití decentralizovaného řízení víceprocesoru, která vede k paralelnímu provádění systémových funkcí, zlepšuje účinnost zpracování systému, zkrátit se doba odezvy.
Klasifikace systému řídicího systému robota
1, Systém řízení programu: Ke každému stupni svobody ukládat určitou pravidelnost kontrolní role může robot dosáhnout požadované prostorové trajektorie.
2, Adaptivní kontrolní systém: Když se změní vnější podmínky, aby se zajistila, že požadovaná kvalita nebo za účelem zlepšení kvality kontroly s akumulací zkušeností sama o sobě je proces založen na stavu operačního stroje a Pozorování chyby servo a poté upravte parametry nelineárního modelu, dokud chyba nezmizí. Struktura a parametry takového systému se mohou automaticky měnit s časem a podmínkami.
3, Systém umělé inteligence: Je nemožné připravit pohybový program předem, ale vyžaduje, aby kontrolní role byla stanovena v reálném čase podle získaných informací o okolním stavu během pohybu.
4, Bodový kontrolní systém: Robot je vyžadován k přesnému ovládání polohy koncového efektu a nemá nic společného s cestou.
5, Continuous Trajectory Control System: Vyžaduje, aby se robot pohyboval podle učené trajektorie a rychlosti.
6. Řídicí sběrnice: Mezinárodní systém standardních autobusů. Jako řídicí sběrnici řídicího systému používejte mezinárodní standardní sběrnici, jako je VME, Multi-Bus, STD-Bus, PC-Bus.
7, Systém ovládání sběru sběrnice: Výrobce definuje vlastní použití sběrnice jako sběrnice řídicího systému.
8, Metoda programování: Programovací systém fyzického nastavení. Nastavení přepínačů s pevným limitem operátorem pro realizaci programového provozu spuštění a zastavení, které lze použít pouze pro jednoduché vyzvednutí a umístění operací.
9, Online Programování: Prostřednictvím lidského výuky k dokončení provozu metod programování procesu informační paměti, včetně výuky a výuky přímé výuky výuky.
10, offline programování: Ne o skutečném provozu přímého výuky robota, ale mimo skutečné operační prostředí, výukový program, pomocí pokročilé robotiky, programovacího jazyka, vzdáleného generace offline operační trajektorie robota.