I. Функции, которые должны быть достигнуты с помощью системы управления промышленными роботами
Система управления роботами является важной частью робота, используемой для управления оператором для выполнения конкретной рабочей задачи, его основные функции следующие:
1. Функция памяти:Храните порядок работы, путь движения, режим движения, скорость движения и информацию, связанную с производственным процессом.
2. Функция постройки:Оффлайн программирование, онлайн -демонстрация, косвенная демонстрация. Онлайн -преподавание включает в себя два вида учебных коробок и обучение с гидом.
3. Контактная функция с периферическим оборудованием:Входной и выходной интерфейс, интерфейс связи, сетевой интерфейс, интерфейс синхронизации.
4. Функция настройки координата:Совместный, абсолютный, инструмент, определенные пользователи четыре вида системы координат.
5. Человек-интерфейс:Демонстрационная коробка, панель операции, дисплей.
6. Сенсорное интерфейс:Обнаружение позиции, зрение, прикосновение, сила и т. Д.
7. Сервопроводная функция положения:Многоактивная связь робота, управление движением, скорость и управление ускорением, динамическая компенсация и т. Д.
8. Функция диагностики и защиты безопасности:Мониторинг состояния системы во время работы, защита от состояния неисправности и самодиагностика разлома.
II Композиция системы управления промышленными роботами
1. управляющий компьютер:Система управления планированием командной организации. Как правило, микрокомпьютер, микропроцессор 32- бит, 64- бит и т. Д. , такие как ЦП Пентей и другие типы ЦП.
2. Учебная коробка:Обучение настройках траектории робота и параметров, а также все операции взаимодействия человека с компьютером, с собственным независимым процессором и хранением, и основным компьютером с последовательной коммуникацией для достижения информационного взаимодействия.
3. Панель операции:Он состоит из различных кнопок эксплуатации и света индикатора состояния, и он выполняет только основную работу функции.
4. Хард -диск и хранение дисководов:Периферическая память для хранения рабочей программы робота.
5. Цифровой и аналоговый ввод и вывод:Ввод или вывод различных команд статуса и управления.
6. Интерфейс принтера:Запишите необходимость вывода различной информации.
7. Интерфейс датчика:Для автоматического обнаружения информации для обеспечения плавного контроля робота, как правило, для датчиков прикосновения и зрения.
8. контроллер оси:Заполните позицию робота, скорость и управление ускорением.
9. Управление вспомогательным оборудованием:Используется с роботом с контролем вспомогательного оборудования, такого как смены ручной когти и так далее.
10. Интерфейс связи:Реализуйте обмен информацией о роботе и другом оборудовании, как правило, последовательный интерфейс, параллельный интерфейс и т. Д.
11. сетевой интерфейс
(1) Интерфейс Ethernet: через Ethernet для достижения ряда или единого робота прямого коммуникации ПК, скорость передачи данных до 10 Мбит / с может быть непосредственно на ПК с функцией библиотеки Windows для программирования приложений после поддержки Протокол связи TCP / IP через интерфейс Ethernet будет загружен в данные и программы в каждом контроллере робота.
(2) Интерфейс Fieldbus: поддержка различных популярных спецификаций Fieldbus, таких как Devicenet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net и так далее.
III, Классификация системы управления промышленными роботами
1. Система управления программой:В каждой степени свободы навязывать определенную регулярность контрольной роли, робот может достичь требуемой пространственной траектории.
2. Адаптивная система управления:Когда внешние условия изменяются, чтобы обеспечить необходимое качество или для повышения качества контроля с помощью накопления опыта самостоятельно, процесс основан на состоянии операционного машины и наблюдения за ошибками сервоприводов, а затем настроить Параметры нелинейной модели, пока ошибка не исчезнет. Структура и параметры такой системы могут автоматически меняться со временем и условиями.
3. Система совместной интеллекта:Невозможно заранее подготовить программу движения, но требует, чтобы контрольная роль была определена в реальном времени во время процесса движения в соответствии с полученной информацией о окружающем состоянии.
4. Точка типа:Робот должен точно контролировать положение конечного эффекта, независимо от пути.
5. Тип типа:Робот должен двигаться в соответствии с траекторией и обучением скорости.
6. Контроль автобус:Международная стандартная система управления шиной. Принять международную стандартную шину в качестве автобуса системы управления, такую как VME, мульти-бос, STD-BUS, PC-BUS.
7. Система управления шиной шины:Производитель определяет свое собственное использование шины в качестве шины системы управления.
8. Метод программирования:Система программирования физического настройки. Установка фиксированных ограниченных переключателей оператором для реализации программы работы запуска и остановки, которую можно использовать только для простого подбора и размещения операций.
9.online программирование:Благодаря обучению человека, чтобы завершить работу методов программирования процесса информационной памяти, включая преподавание прямого обучения и преподавание для обучения и преподавание.
10. Программирование Offline:не к фактической работе прямого обучения робота, а отделено от фактической операционной среды.
IV Структура системы управления роботом
Система управления роботами может быть разделена на три категории в соответствии с его режимом управления.
(1) Централизованная система управления (CentralizedControlSystem):Компьютер для достижения всех функций управления, простая структура, низкая стоимость, но плохая в режиме реального времени, трудно расширить, в раннем роботе часто используется в этой структуре.
Централизованная система управления на основе ПК, в полной мере использование характеристик открытости ресурсов ПК. Порт, параллельный порт. Преимущества централизованной системы управления: более низкие затраты на оборудование, простые в сборе и анализе информации, легко реализовать оптимальное управление системой, лучшая целостность и координация, расширение системного оборудования на основе ПК является более удобным. Его недостатки также очевидны: отсутствие гибкости в управлении систем, контроль, опасности управления легко сосредоточены, после неудачи его влияние на широкий спектр серьезных последствий; Из-за высоких требований промышленных роботов в реальном времени, когда система выполняет большое количество расчетов данных, она уменьшит характер системы в реальном времени, отзывчивость системы на многозадачность также будет противоречить природа системы в реальном времени; Кроме того, система соединяет сложность системы, которая снизит надежность системы.
(2) Система управления мастером-рабов:Мастер и подчиненные процессоры используются для реализации всех функций управления системой. Мастер-процессор реализует управление, координатную трансформацию, генерацию траектории и самодиагностику системы и т. Д.: Рабский процессор реализует контроль действия всех суставов. Его композиционная блок -схема. Режим управления мастером-рабов в режиме реального времени в режиме реального времени подходит для высокоскоростного, высокоскоростного управления, но ее масштабируемость системы плохая, трудности с техническим обслуживанием.
(3) Децентрализованная система управления (DistributeControlSystem):В соответствии с характером системы и способом, которым управление системой делится на несколько модулей, каждый модуль имеет различную задачу управления и стратегию управления, режимы могут быть отношения с мастером-рабов, также могут быть равны. Этот способ в режиме реального времени хороший, легко реализовать высокоскоростный, высокопрочный контроль, простой в расширении, можно реализовать интеллектуальное управление, является текущим популярным способом.
Основной идеей является «Децентрализованный контроль, централизованное управление», то есть система его общих целей и задач может быть интегрированной координацией и распределением, а также посредством координации подсистем для выполнения задачи управления, всей системы в функциональной , логические и физические аспекты децентрализованы, поэтому система DCS также известна как централизованная система управления или децентрализованная система управления. Полем В этой структуре подсистемы состоят из контроллеров и различных контролируемых объектов или устройств, а подсистемы общаются друг с другом через сети и так далее. Распределенная структура управления обеспечивает открытую, в режиме реального времени и точную систему управления роботами. Два уровня контроля часто используются в распределенных системах.
Двухуровневая распределенная система управления обычно состоит из верхней машины, нижней машины и сети. Верхняя машина может выполнять различные алгоритмы планирования и управления траекторией, а нижняя машина проводит исследование и реализацию подразделения интерполяции и оптимизации управления. Верхние и нижние машины работают в координации друг с другом через коммуникационную шину, которая здесь может находиться в форме rs -232, rs -485, eee -488 и USB -автобусов.
В настоящее время развитие технологии Ethernet и Fieldbus предоставляет более быстрые, стабильные и эффективные услуги коммуникации для роботов. Особенно Fieldbus, который применяется к производственному участку, при микрокомпьютеризации оборудования измерения и управления для достижения двунаправленной многоузвучной цифровой связи между формированием нового типа сетевой интегрированной полностью распределенной системы управления-Fieldbus Control System FCS (FiledBusControlSystem) Полем В производственной сети завода устройства, которые могут быть подключены через Fieldbus, в совокупности называются «полевыми устройствами/инструментами». С точки зрения теории системы промышленные роботы, как один из производственного оборудования на фабрике, также могут быть классифицированы как полевые устройства. Внедрение технологии Fieldbus в робот -системах облегчает интеграцию роботов в промышленных производственных средах.
Преимущества распределенной системы управления: хорошая гибкость системы, снижение опасности системы управления, децентрализованный контроль с многопроцессорами, что способствует параллельному выполнению системных функций, повышает эффективность обработки системы и сокращает время отклика.
Для промышленных роботов с несколькими степенями свободы централизованный контроль обрабатывает взаимосвязь между индивидуальными осями управления и может быть компенсирована очень просто. Однако, когда количество осей увеличивается до точки, где он создает комплекс алгоритма управления, его контроль производительность ухудшается. Более того, когда количество осей или алгоритм управления в системе становится сложным, оно может привести к модернизации системы. Напротив, распределенная структура имеет каждую ось движения, обрабатываемая одним контроллером, что означает, что система имеет меньшую межосийную и более высокую реконфигурируемость системы.