I. Funksjoner som skal oppnås av industrielt robotkontrollsystem
Robotkontrollsystem er en viktig del av roboten, som brukes til å kontrollere operatøren for å fullføre en spesifikk arbeidsoppgave, dens grunnleggende funksjoner er som følger:
1.Memory Function:Lagre rekkefølgen på drift, bevegelsesbane, bevegelsesmodus, bevegelseshastighet og informasjon relatert til produksjonsprosessen.
2. Demonstrasjonsfunksjon:Frakoblet programmering, online demonstrasjon, indirekte demonstrasjon. Online undervisning inkluderer to typer undervisningsbokser og guidet undervisning.
3. Kontaktfunksjon med perifert utstyr:Inngangs- og utgangsgrensesnitt, kommunikasjonsgrensesnitt, nettverksgrensesnitt, synkronisering grensesnitt.
4. Koordinatinnstillingsfunksjon:Felles, absolutt, verktøy, brukerdefinerte fire typer koordinatsystem.
5.Human-maskin-grensesnitt:Demonstrasjonsboks, operasjonspanel, skjerm.
6.Sensor -grensesnitt:Posisjonsdeteksjon, syn, berøring, kraft osv.
7.Posisjon Servofunksjon:Robot Multi-Axis kobling, bevegelseskontroll, hastighet og akselerasjonskontroll, dynamisk kompensasjon osv.
8.Failure Diagnosis and Safety Protection Function:Systemstatusovervåking under drift, sikkerhetsbeskyttelse under feiltilstand og selvdiagnostisering av feil.
Ii. Sammensetningen av industrielt robotkontrollsystem
1. Kontrolldatamaskin:Kontrollsystemplanlegging Kommandoorganisasjon. Generelt mikrodatamaskin, mikroprosessor 32- bit, 64- bit, etc. som Pentium Series CPU og andre typer CPU.
2. Undervisningsboks:Undervisning av robotbane- og parameterinnstillinger, samt alle interaksjonsoperasjoner for mennesker-datamaskiner, med sin egen uavhengige CPU og lagringsenhet, og hoveddatamaskinen for seriell kommunikasjon for å oppnå informasjonsinteraksjon.
3. Operasjonspanel:Den består av forskjellige driftsknapper og statusindikatorlys, og den oppnår bare den grunnleggende funksjonsoperasjonen.
4. Harddisk og diskettlagring:Det perifere minnet for lagring av arbeidsprogrammet til roboten.
5. Digital og analog inngang og utgang:Inngang eller utgang av forskjellige status- og kontrollkommandoer.
6. Skrivergrensesnitt:Registrer behovet for å sende ut en rekke informasjon.
7. Sensorgrensesnittet:For automatisk deteksjon av informasjon for å oppnå jevn kontroll av roboten, vanligvis for kraft-, berørings- og synssensorene.
8. Axis Controller:Fullfør robotfugerens stilling, hastighet og akselerasjonskontroll.
9. Hjelpeutstyrskontroll:Brukes med roboten med kontroll av hjelpeutstyr, for eksempel håndklovariatorer og så videre.
10. Kommunikasjonsgrensesnitt:Innse roboten og annen informasjonsutveksling for utstyr, generelt seriell grensesnitt, parallelt grensesnitt osv.
11. Nettverksgrensesnitt
(1) Ethernet -grensesnitt: Gjennom Ethernet for å oppnå et antall eller en enkelt robot direkte PC -kommunikasjon, kan dataoverføringshastighet på opptil 10mbit / s være direkte på PCen med Windows Library -funksjonen for applikasjonsprogrammering etter støtte for TCP / IP -kommunikasjonsprotokollen, gjennom Ethernet -grensesnittet, blir lastet inn i dataene og programmene i hver robotkontroller.
(2) FieldBus-grensesnitt: Støtte for en rekke populære Fieldbus-spesifikasjoner, for eksempel DeviceNet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net og så videre.
III, klassifisering av industriell robotkontrollsystem
1.Program kontrollsystem:For hver frihetsgrad til å innføre en viss regelmessighet av kontrollrollen, kan roboten oppnå den nødvendige romlige banen.
2. Adaptivt kontrollsystem:Når de eksterne forholdene endres, for å sikre den nødvendige kvaliteten eller for å forbedre kvaliteten på kontrollen med akkumulering av erfaring på egen hånd, er prosessen basert på tilstanden til driftsmaskinen og observasjon av servofeil, og deretter justere Parametrene til den ikke -lineære modellen, til feilen forsvinner. Strukturen og parametrene til et slikt system kan endres automatisk med tid og forhold.
3. Artificial Intelligence System:Det er umulig å utarbeide bevegelsesprogrammet på forhånd, men krever at kontrollrollen blir bestemt i sanntid under bevegelsesprosessen i henhold til innhentet informasjon om den omkringliggende tilstanden.
4.Point Type:Roboten er pålagt å kontrollere end-effektorens plassering nøyaktig, uavhengig av banen.
5.Trajectory Type:Roboten er pålagt å bevege seg i henhold til banen og hastigheten som er undervist.
6. Kontrollbuss:Internasjonalt standard busskontrollsystem. Vedta internasjonal standardbuss som kontrollbussen til kontrollsystemet, for eksempel VME, multibuss, STD-Bus, PC-Bus.
7. Tilpasset busskontrollsystem:Produsenten definerer sin egen bruk av bussen som kontrollsystembussen.
8. Programmeringsmetode:Fysisk innstillingsprogrammeringssystem. Angi faste grensebrytere av operatøren for å realisere programmets drift av start og stopping, som bare kan brukes til enkel henting og plassering av driften.
9.Online -programmering:Gjennom den menneskelige undervisningen for å fullføre driften av programmeringsmetoder for informasjonsminneprosess, inkludert direkte undervisning i undervisning og undervisning i undervisning.
10.Offline -programmering:Ikke til den faktiske driften av roboten direkte undervisning, men løsrevet fra det faktiske driftsmiljøet.
IV. Strukturen til robotkontrollsystemet
Robotkontrollsystem kan deles inn i tre kategorier i henhold til kontrollmodus.
(1) Sentralisert kontrollsystem (CentralizedControlSystem):En datamaskin for å oppnå alle kontrollfunksjonene, enkel struktur, lave kostnader, men dårlig sanntid, vanskelig å utvide, brukes ofte i denne strukturen i denne strukturen.
PC-basert sentralisert kontrollsystem, og utnytter egenskapene til PC-ressursen kan oppnås: en rekke kontrollkort, sensorenheter, etc. kan integreres i kontrollsystemet gjennom standard PCI-spor eller gjennom standard serien port, parallell port. Fordelene med det sentraliserte kontrollsystemet er: lavere maskinvarekostnader, enkle å samle inn og analysere informasjon, lett å realisere den optimale kontrollen av systemet, bedre integritet og koordinering, PC-basert systemmaskinvareutvidelse er mer praktisk. Manglene er også åpenbare: mangelen på fleksibilitet i systemkontroll, kontrollfarer er enkle å konsentrere seg, når den ikke er feil, dens innvirkning på et bredt spekter av alvorlige konsekvenser; På grunn av de høye sanntidskravene til industrielle roboter, når systemet utfører et stort antall databeregninger, vil det redusere sanntids naturen til systemet, vil systemets respons på multi-tasking også være i konflikt med Systemets sanntids natur; I tillegg kobler systemet kompleksiteten til systemet, noe som vil redusere påliteligheten til systemet.
(2) Master-Slave Control System:Master- og slaveprosessorene brukes til å realisere alle kontrollfunksjonene til systemet. Master CPU innser ledelsen, koordinattransformasjon, banegenerering og selvdiagnostisering av systemet osv.: Slave CPU innser handlingskontrollen til alle ledd. Dets sammensetningsblokkdiagram. Master-Slave Control Mode System Sanntid er bedre, egnet for høypresisjon, høyhastighetskontroll, men dens skalerbarhet av systemet er dårlig, vedlikeholdsvansker.
(3) Desentralisert kontrollsystem (DistributeControlSystem):I henhold til systemets art og måten systemkontrollen er delt inn i flere moduler, har hver modul en annen kontrolloppgave og kontrollstrategi, modusene kan være master-slave-forhold, kan også være like. Denne måten med sanntid er god, lett å realisere høyhastighets kontroll med høy presisjon, lett å utvide, intelligent kontroll kan realiseres, er den nåværende populære måten.
Hovedideen er "desentralisert kontroll, sentralisert styring", det vil si at systemet for dets overordnede mål og oppgaver kan være integrert koordinering og distribusjon, og gjennom koordinering av undersystemer for å fullføre kontrolloppgaven, hele systemet i det funksjonelle , Logiske og fysiske aspekter er desentraliserte, så DCS -systemet er også kjent som et sentralisert kontrollsystem eller desentralisert kontrollsystem. . I denne strukturen er delsystemene sammensatt av kontrollere og forskjellige kontrollerte objekter eller enheter, og delsystemene kommuniserer med hverandre gjennom nettverk og så videre. Den distribuerte kontrollstrukturen gir et åpent, sanntids og nøyaktig robotkontrollsystem. To kontrollnivåer brukes ofte i distribuerte systemer.
Et distribuert kontrollsystem på to nivåer består vanligvis av en øvre maskin, en nedre maskin og et nettverk. Den øvre maskinen kan utføre forskjellige baneplanleggings- og kontrollalgoritmer, og den nedre maskinen utfører forskning og implementering av interpolasjonsunderavdeling og kontrolloptimalisering. De øvre og nedre maskinene fungerer i koordinering med hverandre via en kommunikasjonsbuss, som her kan være i form av RS -232, RS -485, eee -488 og USB -busser.
I dag gir utviklingen av Ethernet og Fieldbus -teknologi raskere, stabile og effektive kommunikasjonstjenester for roboter. Spesielt Fieldbus, som brukes på produksjonsstedet, i mikrodatamaskiniseringen av måle- og kontrollutstyr for å oppnå toveis multi-node digital kommunikasjon mellom dannelsen av en ny type nettverksintegrert fullt distribuert kontrollsystem-FieldBus Control System FCS (FiledBusControlSystem) . I fabrikkproduksjonsnettverket blir enhetene som kan kobles til via Fieldbus, samlet referert til som "feltenheter/instrumenter". Fra et systemteori synspunkt kan industrielle roboter, som et av produksjonsutstyret på en fabrikk, også kategoriseres som feltenheter. Innføringen av FieldBus -teknologi i robotsystemer letter integrasjonen av roboter i industriproduksjonsmiljøer.
Fordelene med det distribuerte kontrollsystemet er: god systemfleksibilitet, redusert fare for kontrollsystemet, desentralisert kontroll med multiprosessorer, noe som bidrar til den parallelle utførelsen av systemfunksjoner, forbedrer behandlingseffektiviteten til systemet og forkorter responstiden.
For industrielle roboter med flere frihetsgrader, håndterer den sentraliserte kontrollen koblingsforholdet mellom de individuelle kontrollaksene godt og kan kompenseres veldig enkelt. Men når antall akser øker til det punktet hvor det gjør kontrollalgoritmekomplekset, forverres kontrollytelsen. Når antall akser eller kontrollalgoritmen i systemet blir komplisert, kan det dessuten føre til en redesign av systemet. I motsetning til dette har den distribuerte strukturen hver bevegelsesaks håndtert av en enkelt kontroller, noe som betyr at systemet har mindre interaksis bogey og høyere systemkonfigurerbarhet.