I. Funktioner, der skal opnås af Industrial Robot Control System
Robotkontrolsystem er en vigtig del af roboten, der bruges til at kontrollere operatøren for at gennemføre en specifik arbejdsopgave, dets grundlæggende funktioner er som følger:
1. Memory -funktion:Opbevar rækkefølgen af drift, bevægelsessti, bevægelsestilstand, bevægelseshastighed og information relateret til produktionsprocessen.
2. Demonstrationsfunktion:offline programmering, online demonstration, indirekte demonstration. Onlineundervisning inkluderer to slags undervisningsbokse og guidet undervisning.
3.Kontaktfunktion med perifert udstyr:Input- og outputgrænseflade, kommunikationsgrænseflade, netværksgrænseflade, synkroniseringsgrænseflade.
4. Koordinatindstillingsfunktion:Fælles, absolut, værktøj, brugerdefinerede fire slags koordinatsystem.
5. Human-Machine Interface:Demonstrationsboks, Operation Panel, Display.
6. Sensor Interface:Positionsdetektion, vision, berøring, kraft osv.
7.Position Servo -funktion:Robot multi-aksekobling, bevægelseskontrol, hastighed og accelerationskontrol, dynamisk kompensation osv.
8.fejldiagnose og sikkerhedsbeskyttelsesfunktion:Systemstatusovervågning under drift, sikkerhedsbeskyttelse under fejltilstand og fejl selvdiagnose.
Ii. sammensætningen af industriel robotstyringssystem
1. Kontrol computer:Kontrolsystemplanlægningskommandoorganisation. Generelt mikrocomputer, mikroprocessor 32- bit, 64- bit osv. såsom Pentium -serie CPU og andre typer CPU.
2. Undervisningsboks:Undervisning af robotbane og parameterindstillinger såvel som alle interaktionsoperationer til menneskelige computere med sin egen uafhængige CPU og lagerenhed og hovedcomputeren til seriel kommunikation for at opnå informationsinteraktion.
3. Operation Panel:Det består af forskellige driftsknapper og statusindikatorlys, og det opnår kun den grundlæggende funktionsoperation.
4. harddisk og floppy diskopbevaring:Den perifere hukommelse til opbevaring af robotens arbejdsprogram.
5. Digital og analogt input og output:input eller output af forskellige status- og kontrolkommandoer.
6. Printergrænseflade:Registrer behovet for at udsende en række oplysninger.
7. Sensorgrænsefladen:Til automatisk detektion af information for at opnå jævn kontrol af roboten, generelt for kraften, berørings- og visionsensorer.
8. Axis -controller:Fuldfør robotledets position, hastighed og accelerationskontrol.
9. Hjælpeudstyrskontrol:Brugt med roboten med kontrol af hjælpestyret, såsom håndklo -variorer og så videre.
10. Kommunikationsgrænseflade:Indse robotten og andre udstyrsudveksling af udstyr, generelt seriel grænseflade, parallel interface osv.
11. Netværksgrænseflade
(1) Ethernet -interface: Gennem Ethernet for at opnå et antal eller en enkelt robot direkte pc -kommunikation kan dataoverførselshastighed på op til 10Mbit / s være direkte på pc TCP / IP -kommunikationsprotokollen gennem Ethernet -interface indlæses i dataene og programmerne i hver robotcontroller.
)
III, klassificering af industriel robotstyringssystem
1. Programstyresystem:For hver grad af frihed til at indføre en bestemt regelmæssighed af kontrolrollen kan roboten opnå den krævede rumlige bane.
2.Adaptivt kontrolsystem:Når de eksterne betingelser ændres, for at sikre den krævede kvalitet eller for at forbedre kvaliteten af kontrol med ophobningen af erfaring på egen hånd, er processen baseret på tilstanden for driftsmaskinen og servo -fejlobservation og juster derefter Parametrene for den ikke -lineære model, indtil fejlen forsvinder. Strukturen og parametrene i et sådant system kan ændres automatisk med tid og betingelser.
3.Artificial Intelligence System:Det er umuligt at forberede bevægelsesprogrammet på forhånd, men kræver, at kontrolrollen bestemmes i realtid under bevægelsesprocessen i henhold til de opnåede oplysninger om den omgivende tilstand.
4.Point Type:Robotten er påkrævet for nøjagtigt at kontrollere placeringen af slut-effektoren uafhængig af stien.
5.Trajectory Type:Robotten er påkrævet for at bevæge sig i henhold til banen og hastigheden undervist.
6. Kontrol bus:International Standard Bus Control System. Vedtage international standardbus som kontrolbussen i kontrolsystemet, såsom VME, Multi-Bus, STD-Bus, PC-Bus.
7. Kvsusbusstyringssystem:Producenten definerer sin egen brug af bussen som kontrolsystembussen.
8.Programmeringsmetode:Fysisk indstillingsprogrammeringssystem. Indstilling af faste grænseafbrydere fra operatøren til at realisere programdriften for at starte og stoppe, som kun kan bruges til enkel afhentning og placering af operationer.
9.Online programmering:Gennem den menneskelige undervisning om at afslutte driften af programmeringsmetoder for informationshukommelsesprocesser, herunder direkte undervisning i undervisningssimulering og undervisningsboksundervisning.
10.offelprogrammering:Ikke til den faktiske drift af robotens direkte undervisning, men løsrevet fra det faktiske driftsmiljø.
Iv. Strukturen af robotkontrolsystemet
Robotkontrolsystem kan opdeles i tre kategorier i henhold til dets kontroltilstand.
(1) Centraliseret kontrolsystem (CentralizedControlSystem):En computer til at opnå alle kontrolfunktioner, enkel struktur, lave omkostninger, men dårlige realtid, vanskelige at udvide, bruges ofte i den tidlige robot i denne struktur.
PC-baserede centraliserede kontrolsystem, der drager fuld fordel af egenskaberne ved pc-ressourceåbningen, kan opnås: en række kontrolkort, sensorenheder osv. Kan integreres i kontrolsystemet gennem standard PCI-slot eller gennem standard serien Port, parallel port. Fordelene ved det centraliserede kontrolsystem er: lavere hardwareomkostninger, let at indsamle og analysere information, let at realisere den optimale kontrol af systemet, bedre integritet og koordinering, PC-baseret systemhardwareudvidelse er mere praktisk. Dens mangler er også indlysende: manglen på fleksibilitet i systemkontrol, kontrolfarer er lette at koncentrere sig, når fiaskoen, dens indflydelse på en lang række alvorlige konsekvenser; På grund af de høje realtidskrav fra industrielle robotter, når systemet udfører et stort antal databeregninger, vil det reducere systemets realtids karakter, systemets lydhørhed over for multi-tasking vil også være i konflikt med det Systemets naturlige karakter; Derudover forbinder systemet kompleksiteten af systemet, hvilket vil reducere systemets pålidelighed.
(2) Master-Slave Control System:Master- og slaveprocessorer bruges til at realisere alle systemets kontrolfunktioner. Master CPU er klar over ledelsen, koordinattransformation, baneproduktion og systemets selvdiagnostik osv.: Slave CPU indser handlingskontrollen for alle samlinger. Dens sammensætningsblokdiagram. Master-Slave Control Mode System Real-Time er bedre, velegnet til høj-præcision, højhastighedskontrol, men dens system skalerbarhed er dårlige, vedligeholdelsesproblemer.
(3) Decentraliseret kontrolsystem (DistributeControlSystem):I henhold til systemets art og den måde, systemkontrollen er opdelt i flere moduler, har hvert modul en anden kontrolopgave og kontrolstrategi, tilstande kan være master-slave-forhold, kan også være ens. Denne måde at realtid er god, let at realisere højhastighedskontrol med høj præcision, let at udvide, intelligent kontrol kan realiseres, er den aktuelle populære måde.
Hovedideen er "decentral kontrol, centraliseret styring", det vil sige systemet med dets overordnede mål og opgaver kan integreres koordination og distribution, og gennem koordinering af undersystemer for at afslutte kontrolopgaven, hele systemet i det funktionelle , logiske og fysiske aspekter er decentraliseret, så DCS -systemet er også kendt som et centraliseret kontrolsystem eller et decentraliseret kontrolsystem. . I denne struktur er delsystemerne sammensat af controllere og forskellige kontrollerede objekter eller enheder, og delsystemerne kommunikerer med hinanden gennem netværk og så videre. Den distribuerede kontrolstruktur giver et åbent, realtid og nøjagtigt robotkontrolsystem. To kontrolniveauer bruges ofte i distribuerede systemer.
Et to-niveau distribueret kontrolsystem består normalt af en øvre maskine, en nedre maskine og et netværk. Den øverste maskine kan udføre forskellige baneplanlægnings- og kontrolalgoritmer, og den nedre maskine udfører forskning og implementering af interpolationsunderafdeling og kontroloptimering. De øvre og nedre maskiner fungerer i koordinering med hinanden via en kommunikationsbus, som her kan være i form af Rs -232, Rs -485, eee -488 og USB -busser.
I dag leverer udviklingen af Ethernet og Fieldbus Technology hurtigere, stabile og effektive kommunikationstjenester til robotter. Især Fieldbus, der anvendes til produktionsstedet, i mikrocomputeriseringen af måling og kontroludstyr for at opnå tovejs multi-node digital kommunikation mellem dannelsen af en ny type netværksintegreret fuldt distribueret kontrolsystem-FieldBus Control System FCS (FiledBusControlsystem) . I fabriksproduktionsnetværket kaldes de enheder, der kan tilsluttes via Fieldbus, samlet "feltenheder/instrumenter". Fra et systemteori -synspunkt kan industrielle robotter, som et af produktionsudstyret på en fabrik, også kategoriseres som feltenheder. Introduktionen af Fieldbus -teknologi i robotsystemer letter integrationen af robotter i industrielle produktionsmiljøer.
Fordelene ved det distribuerede kontrolsystem er: god systemfleksibilitet, reduceret fare for kontrolsystemet, decentral kontrol med multiprocessorer, hvilket er befordrende for den parallelle udførelse af systemfunktioner, forbedrer systemets behandlingseffektivitet og forkorter responstiden.
For industrielle robotter med flere frihedsgrader håndterer den centraliserede kontrol koblingsforholdet mellem de individuelle kontrolakser godt og kan kompenseres meget enkelt. Når antallet af akser øges til det punkt, hvor det gør kontrolalgoritme -komplekset, forværres dens kontrolpræstation. Når antallet af akser eller kontrolalgoritmen i systemet bliver komplekst, kan det desuden føre til en redesign af systemet. I modsætning hertil har den distribuerede struktur hver bevægelsesakse håndteret af en enkelt controller, hvilket betyder, at systemet har mindre interakse-bogey og højere systemkonfigurerbarhed.