I. Endüstriyel Robot Kontrol Sistemi tarafından elde edilecek işlevler
Robot kontrol sistemi, operatörü belirli bir çalışma görevini tamamlamak için kontrol etmek için kullanılan robotun önemli bir parçasıdır, temel işlevleri aşağıdaki gibidir:
1.Memory işlevi:İşlem sırasını, hareket yolu, hareket modunu, hareket hızını ve üretim süreciyle ilgili bilgileri saklayın.
2. İsteme Fonksiyonu:Çevrimdışı programlama, çevrimiçi gösteri, dolaylı gösteri. Çevrimiçi öğretim iki çeşit öğretim kutusu ve rehberli öğretim içerir.
3. Periferik ekipmanla işlevi sağlayın:Giriş ve çıkış arayüzü, iletişim arayüzü, ağ arayüzü, senkronizasyon arayüzü.
4. Koordinat Ayar İşlevi:Ortak, mutlak, araç, kullanıcı tanımlı dört çeşit koordinat sistemi.
5. İnsan-makine arayüzü:Gösteri Kutusu, Çalışma Paneli, Ekran.
6.Sensor Arayüz:pozisyon algılama, görme, dokunma, kuvvet vb.
7. Servo işlevi:Robot çok eksenli bağlantısı, hareket kontrolü, hız ve ivme kontrolü, dinamik telafi vb.
8. Teşhis ve Güvenlik Koruma Fonksiyonu:İşlem sırasında sistem durumu izleme, hata koşulu altında güvenlik koruması ve kendi kendine teşhis.
İi. Endüstriyel robot kontrol sisteminin bileşimi
1. Kontrol Bilgisayar:Kontrol Sistemi Zamanlama Komutu Organizasyonu. Genellikle mikrobilgisayar, mikroişlemci 32- bit, 64- bit, vb. Pentium serisi CPU ve diğer CPU türleri gibi.
2. Öğretim Kutusu:Robot yörüngesi ve parametre ayarlarının yanı sıra tüm insan-bilgisayar etkileşim operasyonlarını, kendi bağımsız CPU ve depolama birimi ve bilgi etkileşimi elde etmek için ana bilgisayardan seri iletişim ile öğretmek.
3. İşlem Paneli:Çeşitli çalışma düğmelerinden ve durum göstergesi ışıklarından oluşur ve yalnızca temel işlev işlemini gerçekleştirir.
4. Sabit disk ve disket depolama:Robotun çalışma programını saklamak için periferik bellek.
5. Dijital ve analog giriş ve çıktı:Çeşitli durum ve kontrol komutlarının girişi veya çıkışı.
6. Yazıcı Arayüzü:Çeşitli bilgiler çıkarma ihtiyacını kaydedin.
7. Sensör arayüzü:Robotun düzgün kontrolünü sağlamak için otomatik olarak, genellikle kuvvet, dokunma ve görme sensörleri için.
8. Eksen Kontrolörü:Robot eklemleri pozisyonunu, hız ve ivme kontrolünü tamamlayın.
9. Yardımcı ekipman kontrolü:El pençesi varyörleri vb. Gibi yardımcı ekipmanların kontrolü ile robotla kullanılır.
10. İletişim Arayüzü:Robot ve diğer ekipman bilgi alışverişini, genellikle seri arayüzü, paralel arayüzü vb.
11. Ağ Arayüzü
(1) Ethernet Arabirimi: Ethernet aracılığıyla bir dizi veya tek bir robot doğrudan PC iletişimi elde etmek için, 10Mbit / s'ye kadar veri aktarım hızı, uygulama programlaması için Windows kütüphanesi işlevi ile doğrudan PC'de olabilir. Ethernet arayüzü aracılığıyla TCP / IP iletişim protokolü, her robot denetleyicisindeki veri ve programlara yüklenecektir.
(2) Fieldbus arayüzü: DeviceNet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net vb.
III, Endüstriyel Robot Kontrol Sistemi Sınıflandırması
1. Program Kontrol Sistemi:Kontrol rolünün belirli bir düzenliliğini dayatma özgürlüğü derecesine göre, robot gerekli uzamsal yörüngeyi elde edebilir.
2. Uyumlu Kontrol Sistemi:Dış koşullar değiştiğinde, deneyimin birikmesi ile gerekli kalitesi sağlamak veya kontrol kalitesini kendi başlarına iyileştirmek için, süreç işletim makinesinin durumuna ve servo hata gözlemine dayanır ve daha sonra ayarlayın. Hata ortadan kalkana kadar doğrusal olmayan modelin parametreleri. Böyle bir sistemin yapısı ve parametreleri zaman ve koşullarla otomatik olarak değişebilir.
3.Bir Zeka Sistemi:Hareket programını önceden hazırlamak imkansızdır, ancak kontrol rolünün, çevreleyen durumla ilgili elde edilen bilgilere göre hareket işlemi sırasında gerçek zamanlı olarak belirlenmesini gerektirir.
4. nokta türü:Robot, yoldan bağımsız olarak son efektörün konumunu doğru bir şekilde kontrol etmek için gereklidir.
5.Robotun öğretilen yörünge ve hıza göre hareket etmesi gerekir.
6.Uluslararası Standart Otobüs Kontrol Sistemi. VME, Multi-Bus, STD-Bus, PC-Bus gibi kontrol sisteminin kontrol veri yolu olarak uluslararası standart otobüse evlat edin.
7.Üretici, otobüsün kendi kullanımını kontrol sistemi veriyolu olarak tanımlar.
8. Programlama yöntemi:Fiziksel ayar programlama sistemi. Sabit limit anahtarlarını, başlangıç ve durdurmanın program çalışmasını gerçekleştirmek için operatör tarafından ayarlanın, bu da yalnızca basit toplama ve yerleştirme işlemleri için kullanılabilir.
9.Dline programlama:Doğrudan öğretim simülasyonu öğretimi ve öğretim kutusu öğretimi dahil olmak üzere bilgi belleği süreci programlama yöntemlerinin çalışmasını tamamlamak için insan öğretimi yoluyla.
10.Offline programlama:Robot doğrudan öğretiminin gerçek çalışmasına değil, gerçek çalışma ortamından ayrılmıştır.
IV. Robot kontrol sisteminin yapısı
Robot kontrol sistemi, kontrol moduna göre üç kategoriye ayrılabilir.
(1) Merkezi Kontrol Sistemi (CentraledControlSystem):Tüm kontrol fonksiyonlarını, basit yapıyı, düşük maliyeti, ancak zayıf gerçek zamanlı, genişlemesi zor, erken robotta elde etmek için bir bilgisayar genellikle bu yapıda kullanılır.
PC tabanlı merkezi kontrol sistemi, PC kaynak açıklığının özelliklerinden tam olarak yararlanarak elde edilebilir: Çeşitli kontrol kartları, sensör aygıtları vb. Standart PCI yuvası aracılığıyla veya standart seri aracılığıyla kontrol sistemine entegre edilebilir. Port, paralel bağlantı noktası. Merkezi kontrol sisteminin avantajları şunlardır: daha düşük donanım maliyetleri, toplanması ve analiz edilmesi kolay, sistemin optimal kontrolünü gerçekleştirmesi kolay, daha iyi bütünlük ve koordinasyon, PC tabanlı sistem donanım genişlemesi daha uygundur. Eksiklikleri de açıktır: sistem kontrolünde esneklik eksikliği, kontrol tehlikelerinin konsantre olması kolaydır, başarısızlık, çok çeşitli ciddi sonuçlar üzerindeki etkisi; Endüstriyel robotların yüksek gerçek zamanlı gereksinimleri nedeniyle, sistem çok sayıda veri hesaplaması gerçekleştirdiğinde, sistemin gerçek zamanlı doğasını azaltacak, sistemin çoklu göreve duyarlılığı da sistemin gerçek zamanlı doğası; Buna ek olarak, sistem sistemin karmaşıklığını birleştirir, bu da sistemin güvenilirliğini azaltır.
(2) Master-Slave Kontrol Sistemi:Master ve köle işlemcileri, sistemin tüm kontrol fonksiyonlarını gerçekleştirmek için kullanılır. Master CPU yönetimi, koordinat dönüşümü, yörünge üretimini ve sistem kendi kendine teşhis, vb. Kompozisyon blok diyagramı. Master-Slave Kontrol Modu Sistemi Gerçek zamanlı, yüksek hassasiyetli, yüksek hızlı kontrol için uygundur, ancak sistem ölçeklenebilirliği zayıf, bakım zorluklarıdır.
(3) Merkezi olmayan kontrol sistemi (Dağıtım Dağıtım Sistemi):Sistemin doğasına ve sistem kontrolünün çeşitli modüllere ayrılma şekline göre, her modülün farklı bir kontrol görevi ve kontrol stratejisi vardır, modlar ana-köle ilişkisi olabilir, aynı zamanda eşit olabilir. Bu gerçek zamanlı yolu iyi, yüksek hızlı, yüksek hassasiyetli kontrol, genişlemesi kolay, akıllı kontrol gerçekleştirilebilir, mevcut popüler yoldur.
Ana fikir "merkezi olmayan kontrol, merkezi yönetim", yani genel hedefleri ve görevlerinin sistemi entegre koordinasyon ve dağıtım olabilir ve kontrol görevini tamamlamak için alt sistemlerin koordinasyonu yoluyla, fonksiyonel tüm sistem , mantıksal ve fiziksel yönler merkezi olmayan, bu nedenle DCS sistemi merkezi bir kontrol sistemi veya merkezi olmayan kontrol sistemi olarak da bilinir. . Bu yapıda, alt sistemler denetleyicilerden ve farklı kontrollü nesnelerden veya cihazlardan oluşur ve alt sistemler ağlar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar. Dağıtılmış kontrol yapısı açık, gerçek zamanlı ve doğru bir robot kontrol sistemi sağlar. Dağıtılmış sistemlerde sıklıkla iki kontrol seviyesi kullanılır.
İki seviyeli dağıtılmış bir kontrol sistemi genellikle bir üst makineden, bir alt makineden ve bir ağdan oluşur. Üst makine farklı yörünge planlaması ve kontrol algoritmaları yapabilir ve alt makine, enterpolasyon alt bölümü ve kontrol optimizasyonunun araştırılmasını ve uygulanmasını sağlar. Üst ve alt makineler, burada RS -232, RS -485, EEE -488 ve USB veri yolu şeklinde olabilen bir iletişim veri yolu aracılığıyla birbirleriyle koordineli olarak çalışır.
Günümüzde Ethernet ve Fieldbus teknolojisinin geliştirilmesi robotlar için daha hızlı, istikrarlı ve etkili iletişim hizmetleri sunmaktadır. Özellikle üretim bölgesine uygulanan FieldBus, yeni bir ağa entegre tam dağıtılmış kontrol sistemi-FieldBusControlsystem) yeni bir tür ağa entegre tam dağıtılmış kontrol sistemi oluşturma arasında çift yönlü çok düğümlü dijital iletişim elde etmek için ölçüm ve kontrol ekipmanının mikro-kompleksleştirmesinde . Fabrika Üretim Ağı'nda, Fieldbus aracılığıyla bağlanabilen cihazlara toplu olarak "Field Cihazları/Enstrümanları" denir. Bir sistem teorisi açısından, bir fabrikadaki üretim ekipmanlarından biri olarak endüstriyel robotlar, alan cihazları olarak da sınıflandırılabilir. Fieldbus teknolojisinin robot sistemlerinde tanıtılması, robotların endüstriyel üretim ortamlarına entegrasyonunu kolaylaştırır.
Dağıtılmış kontrol sisteminin avantajları şunlardır: iyi sistem esnekliği, kontrol sisteminin düşük tehlikesi, sistem işlevlerinin paralel olarak yürütülmesine elverişli olan çok işlemcilerle merkezi olmayan kontrol, sistemin işleme verimliliğini artırır ve tepki süresini kısaltır.
Birden fazla serbestlik derecesine sahip endüstriyel robotlar için, merkezi kontrol, bireysel kontrol eksenleri arasındaki bağlantı ilişkisini iyi idare eder ve çok basit bir şekilde telafi edilebilir. Bununla birlikte, eksen sayısı kontrol algoritmasını kompleks hale getirdiği noktaya yükseldiğinde, kontrol performansı bozulur. Ayrıca, sistemdeki eksen sayısı veya kontrol algoritması karmaşık hale geldiğinde, sistemin yeniden tasarımına yol açabilir. Buna karşılık, dağıtılmış yapı her hareket ekseni tek bir kontrolör tarafından işlenir, bu da sistemin eksenler arası bogey ve daha yüksek sistem yeniden yapılanabilirliğine sahip olduğu anlamına gelir.