I. Fungsi yang akan dicapai oleh sistem kontrol robot industri
Sistem kontrol robot adalah bagian penting dari robot, yang digunakan untuk mengontrol operator untuk menyelesaikan tugas kerja tertentu, fungsi dasarnya adalah sebagai berikut:
1. Fungsi Emory:Simpan urutan operasi, jalur gerakan, mode pergerakan, kecepatan pergerakan dan informasi yang terkait dengan proses produksi.
2. Fungsi demonstrasi:Pemrograman offline, demonstrasi online, demonstrasi tidak langsung. Pengajaran online mencakup dua jenis kotak pengajaran dan pengajaran yang dipandu.
3. Fungsi kontak dengan peralatan periferal:Antarmuka input dan output, antarmuka komunikasi, antarmuka jaringan, antarmuka sinkronisasi.
4. Fungsi Pengaturan Koordinat:Bersama, absolut, alat, empat jenis sistem koordinat yang ditentukan pengguna.
5. Antarmuka Human-Mesin:kotak demonstrasi, panel operasi, tampilan.
6. Antarmuka Sensor:Deteksi posisi, penglihatan, sentuhan, kekuatan, dll.
7. Fungsi Servo Posisi:Tautan robot multi-sumbu, kontrol gerak, kontrol kecepatan dan akselerasi, kompensasi dinamis, dll.
8. Fungsi Diagnosis dan Perlindungan Keselamatan:Pemantauan status sistem selama operasi, perlindungan keselamatan dalam kondisi kesalahan dan kesalahan diagnosis diri sendiri.
Ii. Komposisi Sistem Kontrol Robot Industri
1. Komputer Kontrol:Organisasi Komando Penjadwalan Sistem Kontrol. Umumnya komputer mikro, mikroprosesor 32- bit, 64- bit, dll. seperti CPU seri Pentium dan jenis CPU lainnya.
2. Kotak Pengajaran:Mengajar lintasan robot dan pengaturan parameter, serta semua operasi interaksi manusia-komputer, dengan CPU dan unit penyimpanan independennya sendiri, dan komputer utama untuk komunikasi serial untuk mencapai interaksi informasi.
3. Panel Operasi:Ini terdiri dari berbagai tombol operasi dan lampu indikator status, dan hanya menyelesaikan operasi fungsi dasar.
4. Penyimpanan hard disk dan floppy disk:memori periferal untuk menyimpan program kerja robot.
5. Input dan Output Digital dan Analog:input atau output dari berbagai status dan perintah kontrol.
6. Antarmuka Printer:Catat kebutuhan untuk menghasilkan berbagai informasi.
7. Antarmuka Sensor:Untuk deteksi informasi otomatis untuk mencapai kontrol robot yang lancar, umumnya untuk sensor gaya, sentuhan dan penglihatan.
8. Controller Axis:Lengkapi posisi sambungan robot, kecepatan dan kontrol akselerasi.
9. Kontrol Peralatan Bantu:Digunakan dengan robot dengan kontrol peralatan tambahan, seperti variator cakar tangan dan sebagainya.
10. Antarmuka Komunikasi:Sadari robot dan pertukaran informasi peralatan lainnya, umumnya antarmuka serial, antarmuka paralel, dll.
11. Antarmuka Jaringan
(1) Antarmuka Ethernet: Melalui Ethernet untuk mencapai sejumlah atau komunikasi PC langsung robot tunggal, laju transfer data hingga 10mbit / s, dapat langsung pada PC dengan fungsi perpustakaan Windows untuk pemrograman aplikasi setelah dukungan dari Protokol komunikasi TCP / IP, melalui antarmuka Ethernet akan dimuat ke dalam data dan program di setiap pengontrol robot.
(2) Antarmuka Fieldbus: Dukungan untuk berbagai spesifikasi Fieldbus yang populer, seperti DeviceNet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net dan sebagainya.
III, Klasifikasi Sistem Kontrol Robot Industri
1. Sistem Kontrol Program:Untuk setiap tingkat kebebasan untuk memaksakan keteraturan tertentu dari peran kontrol, robot dapat mencapai lintasan spasial yang diperlukan.
2. Sistem Kontrol Adaptif:Ketika kondisi eksternal berubah, untuk memastikan kualitas yang diperlukan atau untuk meningkatkan kualitas kontrol dengan akumulasi pengalaman sendiri, prosesnya didasarkan pada keadaan mesin operasi dan pengamatan kesalahan servo, dan kemudian menyesuaikan Parameter model nonlinier, sampai kesalahan menghilang. Struktur dan parameter sistem tersebut dapat berubah secara otomatis dengan waktu dan kondisi.
3. Sistem Kecerdasan Buatan:Tidak mungkin untuk mempersiapkan program gerak sebelumnya, tetapi mengharuskan peran kontrol untuk ditentukan secara real time selama proses gerak sesuai dengan informasi yang diperoleh tentang keadaan di sekitarnya.
4. Tipe Titik:Robot diperlukan untuk secara akurat mengontrol posisi efek akhir, terlepas dari jalur.
5. Tipe Sejektori:Robot diminta untuk bergerak sesuai dengan lintasan dan kecepatan yang diajarkan.
6. Bus Kontrol:Sistem Kontrol Bus Standar Internasional. Mengadopsi Bus Standar Internasional sebagai bus kontrol sistem kontrol, seperti VME, multi-bus, STD-bus, bus-bus.
7. Sistem kontrol bus yang disusun:Pabrikan mendefinisikan penggunaan bus sendiri sebagai bus sistem kontrol.
8. Metode Pemrograman:Sistem Pemrograman Pengaturan Fisik. Menetapkan sakelar batas tetap oleh operator untuk mewujudkan operasi program mulai dan berhenti, yang hanya dapat digunakan untuk pengambilan sederhana dan menempatkan operasi.
9.online pemrograman:Melalui pengajaran manusia untuk menyelesaikan pengoperasian metode pemrograman proses memori informasi, termasuk pengajaran pengajaran simulasi dan pengajaran mengajar secara langsung.
10. OFFLINE Pemrograman:Bukan untuk operasi sebenarnya dari pengajaran langsung robot, tetapi terlepas dari lingkungan operasi yang sebenarnya.
Iv. Struktur sistem kontrol robot
Sistem kontrol robot dapat dibagi menjadi tiga kategori sesuai dengan mode kontrolnya.
(1) Sistem Kontrol Terpusat (Centralisasi ControlSystem):Komputer untuk mencapai semua fungsi kontrol, struktur sederhana, biaya rendah, tetapi waktu nyata yang buruk, sulit diperluas, pada robot awal sering digunakan dalam struktur ini.
Sistem kontrol terpusat berbasis PC, memanfaatkan sepenuhnya karakteristik keterbukaan sumber daya PC dapat dicapai: berbagai kartu kontrol, perangkat sensor, dll. Dapat diintegrasikan ke dalam sistem kontrol melalui slot PCI standar atau melalui serial standar port, port paralel. Keuntungan dari sistem kontrol terpusat adalah: biaya perangkat keras yang lebih rendah, mudah untuk mengumpulkan dan menganalisis informasi, mudah untuk mewujudkan kontrol optimal sistem, integritas dan koordinasi yang lebih baik, ekspansi perangkat keras sistem berbasis PC lebih nyaman. Kekurangannya juga jelas: kurangnya fleksibilitas dalam kontrol sistem, bahaya kontrol mudah berkonsentrasi, setelah kegagalan, dampaknya pada berbagai konsekuensi serius; Karena persyaratan real-time yang tinggi dari robot industri, ketika sistem melakukan sejumlah besar perhitungan data, itu akan mengurangi sifat real-time dari sistem, respons sistem terhadap multi-tasking juga akan bertentangan dengan sifat real-time dari sistem; Selain itu, sistem menghubungkan kompleksitas sistem, yang akan mengurangi keandalan sistem.
(2) Sistem Kontrol Master-Slave:Prosesor master dan slave digunakan untuk mewujudkan semua fungsi kontrol sistem. Master CPU mewujudkan manajemen, koordinat transformasi, generasi lintasan dan diagnosis sendiri sistem, dll.: CPU budak mewujudkan kontrol tindakan semua sendi. Diagram blok komposisinya. Sistem Mode Kontrol Master-Slave Real-time lebih baik, cocok untuk kontrol presisi tinggi, berkecepatan tinggi, tetapi skalabilitas sistemnya buruk, kesulitan pemeliharaan.
(3) Sistem Kontrol Terdesentralisasi (DistributEControlSystem):Menurut sifat sistem dan cara kontrol sistem dibagi menjadi beberapa modul, setiap modul memiliki tugas kontrol dan strategi kontrol yang berbeda, mode dapat berupa hubungan master-slave, juga bisa sama. Cara real-time ini baik, mudah direalisasikan kontrol berkecepatan tinggi, presisi tinggi, mudah diperluas, kontrol cerdas dapat direalisasikan, adalah cara populer saat ini.
Gagasan utamanya adalah "kontrol desentralisasi, manajemen terpusat", yaitu, sistem tujuan dan tugas keseluruhannya dapat menjadi koordinasi dan distribusi yang terintegrasi, dan melalui koordinasi sub-sistem untuk menyelesaikan tugas kontrol, seluruh sistem dalam fungsional , Aspek logis dan fisik didesentralisasi, sehingga sistem DCS juga dikenal sebagai sistem kontrol terpusat atau sistem kontrol terdesentralisasi. . Dalam struktur ini, subsistem terdiri dari pengontrol dan objek atau perangkat terkontrol yang berbeda, dan subsistem berkomunikasi satu sama lain melalui jaringan dan sebagainya. Struktur kontrol terdistribusi menyediakan sistem kontrol robot yang terbuka, real-time, dan akurat. Dua tingkat kontrol sering digunakan dalam sistem terdistribusi.
Sistem kontrol terdistribusi dua tingkat biasanya terdiri dari mesin atas, mesin bawah, dan jaringan. Mesin atas dapat melakukan berbagai algoritma perencanaan lintasan dan kontrol, dan mesin bawah melakukan penelitian dan implementasi subdivisi interpolasi dan optimasi kontrol. Mesin atas dan bawah bekerja dalam koordinasi satu sama lain melalui bus komunikasi, yang di sini dapat dalam bentuk rs -232, rs -485, eee -488, dan bus USB.
Saat ini, pengembangan teknologi Ethernet dan Fieldbus menyediakan layanan komunikasi yang lebih cepat, stabil dan efektif untuk robot. Terutama Fieldbus, yang diterapkan pada lokasi produksi, dalam komputer mikro pengukuran dan peralatan kontrol untuk mencapai komunikasi digital multi-node dua arah antara pembentukan jenis baru sistem kontrol yang didistribusikan sepenuhnya oleh jaringan-Sistem Kontrol FieldBus (FiledBusControlSyStem)-FieldBus FCS (FiledBusControlSySem)) . Dalam jaringan produksi pabrik, perangkat yang dapat dihubungkan melalui fieldbus secara kolektif disebut sebagai "perangkat/instrumen lapangan". Dari sudut pandang teori sistem, robot industri, sebagai salah satu peralatan produksi di sebuah pabrik, juga dapat dikategorikan sebagai perangkat lapangan. Pengenalan teknologi Fieldbus dalam sistem robot memfasilitasi integrasi robot di lingkungan produksi industri.
Keuntungan dari sistem kontrol terdistribusi adalah: fleksibilitas sistem yang baik, pengurangan bahaya sistem kontrol, kontrol terdesentralisasi dengan multiprosesor, yang kondusif untuk pelaksanaan paralel fungsi sistem, meningkatkan efisiensi pemrosesan sistem, dan memperpendek waktu respons.
Untuk robot industri dengan beberapa derajat kebebasan, kontrol terpusat menangani hubungan kopling antara sumbu kontrol individu dengan baik dan dapat dikompensasi dengan sangat sederhana. Namun, ketika jumlah sumbu meningkat ke titik di mana ia membuat algoritma kontrol kompleks, kinerja kontrolnya memburuk. Selain itu, ketika jumlah sumbu atau algoritma kontrol dalam sistem menjadi kompleks, itu dapat menyebabkan desain ulang sistem. Sebaliknya, struktur terdistribusi memiliki masing-masing sumbu gerak ditangani oleh pengontrol tunggal, yang berarti bahwa sistem memiliki lebih sedikit bogey antar-sumbu dan konfigurasi ulang sistem yang lebih tinggi.