Характеристики системы управления роботом
Структура робота принимает пространственную структуру с открытым звеном, а движение каждого сустава независимо. Чтобы реализовать траекторию движения конечной точки, необходима координация движения нескольких суставов. Поэтому его система управления намного сложнее, чем обычная система управления, со следующими характеристиками:
1. Управление роботом тесно связано со структурной кинематикой и динамикой. Состояние руки робота может быть описано в различных координатах. В соответствии с необходимостью выбрать другую систему координат и выполнить соответствующее преобразование координат;
2. Часто требуется решать прямую и обратную задачи движения. Кроме того, необходимо также учитывать влияние сил инерции, внешних сил (в том числе силы тяжести), сил Кориолиса и центробежных сил.
3, простой робот также имеет не менее 3-5 степеней свободы, более сложные роботы имеют более десятка, а то и десятков степеней свободы. Каждая степень свободы обычно содержит сервомеханизм, который необходимо координировать, чтобы сформировать многопараметрическую систему управления.
4. Органично скоординировать несколько независимых сервосистем, чтобы заставить их действовать в соответствии с волей человека и даже дать роботу определенный интеллект. Эту задачу может выполнить только компьютер. Следовательно, система управления роботом должна быть компьютерной системой.
5, математическая модель, описывающая состояние и движение робота, является нелинейной моделью, с различными состояниями и изменениями внешних сил, ее параметры также меняются, и связь между переменными сохраняется.
6 движение робота может осуществляться разными путями и траекториями, поэтому возникает «оптимальная» задача. Усовершенствованные роботы могут использовать методы искусственного интеллекта для создания огромной информационной базы с помощью компьютеров, с помощью информационной базы для контроля, принятия решений, управления и эксплуатации.
Традиционная автоматика не ориентирована на собственное действие, тогда как система управления промышленного робота больше ориентируется на отношения между телом и объектом операции.
Следовательно, система управления роботом представляет собой связанную нелинейную многопараметрическую систему управления, тесно связанную с принципами кинематики и динамики.
Поскольку фактическая рабочая ситуация отличается, может быть множество различных методов управления, от простой автоматизации программирования, управления микропроцессором до управления небольшим компьютером и так далее.
Характеристики и основные требования к системе управления роботом
Для реализации хорошего управления роботом важно знать характеристики управляемого робота, и из того, что мы знаем о динамике робота, он обладает следующими свойствами:
1. Суть робота — нелинейная система. Существует множество факторов, вызывающих нелинейность робота, таких как конструкция, детали трансмиссии, компоненты привода и так далее.
2. Между суставами существует эффект сцепления, который проявляется в движении определенного сустава. Будут динамические воздействия на другие суставы, так что каждый сустав должен нести нарушения, вызванные движением других суставов.
3, представляет собой изменяющуюся во времени систему, и динамические параметры изменяются в зависимости от положения сустава.
С точки зрения использования робот является специальным средством автоматизации, и его управление имеет следующие характеристики и требования:
1, многоосевое управление координацией движения для создания необходимой рабочей траектории. Поскольку движение руки робота представляет собой синтез всех движений суставов, чтобы заставить руку двигаться по заданному закону, необходимо контролировать координацию каждого сустава, включая траекторию движения, последовательность действий и другие аспекты координации.
2, высокая точность позиционирования, большой диапазон скоростей
3. Статическая частота ошибок системы должна быть небольшой.
4. Коэффициент ошибки скорости каждого сустава должен быть как можно более постоянным.
5, позиция без перерегулирования, максимально быстрая динамическая реакция
6, необходимо использовать плюс (минус) контроль скорости
7, с оперативной точки зрения, система управления должна иметь хороший человеко-машинный интерфейс, чтобы максимально снизить требования к оператору.
8. С точки зрения стоимости системы необходимо максимально снизить стоимость аппаратного обеспечения системы, и для повышения производительности системы управления используется больше программных методов сервопривода.
Режим управления роботом:
Единого стандарта классификации режима управления промышленным роботом не существует:
1. Режим управления действиями робота
2. Режим управления движением робота
(1. Режим управления положением робота: режим управления позиционированием - режим фиксированного положения, режим многоточечного положения, режим сервоуправления; режим управления траекторией: непрерывное управление траекторией, двухточечное управление)
(2. Режим управления скоростью робота: режим управления скоростью - фиксированное управление скоростью, управление переменной скоростью; режим управления ускорением - режим управления фиксированным ускорением, режим управления переменным ускорением)
(3. Режим управления силой робота)
Режим управления последовательностью действий робота
3. Режим управления обучением робота
(1. Обучение с помощью реального робота: метод прямого обучения - уровень мощности отделен от обучения, а уровень сервопривода подключен к обучению; метод обучения с дистанционным управлением - метод обучения с помощью ящика для обучения, метод обучения с помощью джойстика, метод обучения ведущий-ведомый)
(2. Без обучения робота: непрямой метод обучения - номер модели робота, номер специального инструмента; метод обучения в автономном режиме -- показ числового ввода, графический показ, обучение программному языку)
Структура системы управления роботом и принцип работы
Система промышленного робота обычно делится на две части: корпус механизма и систему управления. Элементы системы управления роботом в основном включают компьютерную аппаратную систему и программное обеспечение для управления работой, оборудование и устройства ввода/вывода, систему привода, систему датчиков.
Система управления промышленным роботом является важной частью робота для выполнения поставленной задачи. Основные функции:
1. Функция памяти
2. Функция обучения
3, с функцией контакта периферийного оборудования
4, функция настройки координат
5, человеко-машинный интерфейс
6. Интерфейс датчика
7. Функция сервопривода положения
8. Диагностика неисправностей и функция защиты безопасности