System jest ważną częścią robota przemysłowego, jego rolą odpowiada ludzkiemu mózgowi. Posiadanie dobrze-działającego, czułego i niezawodnego systemu sterowania jest kluczem do skoordynowanego działania robotów i sprzętu przemysłowego oraz wspólnej realizacji zadań operacyjnych. System sterowania robotów przemysłowych składa się zazwyczaj z dwóch części: kontroli własnego ruchu oraz skoordynowanego sterowania robotami przemysłowymi i urządzeniami peryferyjnymi.
1. Charakterystyka systemu sterowania robotem przemysłowym. Robot strukturalnie rzecz biorąc należy do mechanizmu otwartego łańcucha przestrzennego, w którym ruch każdego przegubu jest niezależny, aby osiągnąć punkt końcowy trajektorii ruchu, potrzeba koordynacji ruchu wielu-przegubów, jego system sterowania niż zwykły system sterowania jest znacznie bardziej złożony.
Charakterystyka układu sterowania robota jest następująca: sterowanie robotem jest ściśle powiązane z kinematyką i dynamiką mechanizmu. Stan dłoni i stopy robota można opisać różnymi współrzędnymi, należy dobrać układ współrzędnych odniesienia w zależności od konkretnych potrzeb i dokonać odpowiednich przekształceń współrzędnych. Oprócz wpływu sił bezwładności, sił zewnętrznych (w tym grawitacji) i sił dośrodkowych często wymagane są rozwiązania zarówno dla kinematyki przedniej, jak i odwrotnej.
Nawet prosty robot wymaga co najmniej 3 do 5 stopni swobody, a bardziej złożone roboty wymagają kilkudziesięciu, a nawet kilkudziesięciu stopni swobody. Każdy stopień swobody zazwyczaj zawiera serwomechanizm, który musi być skoordynowany, aby utworzyć wielozmienny system sterowania. Za pomocą komputera można skoordynować sterowanie wieloma niezależnymi serwomechanizmami i robotami zgodnie z wolą ludzkiego działania, a nawet zapewnić robotowi pewną „inteligencję” wykonania zadania. Dlatego system sterowania robotem musi być komputerowym systemem sterowania. Jednocześnie oprogramowanie komputerowe ma trudne zadanie.
Ponieważ opis stanu i ruchu robota jest nieliniowym modelem matematycznym, wraz ze zmianą stanu i zmianą siły zewnętrznej zmieniają się także jego parametry, a także zachodzi sprzężenie pomiędzy zmiennymi. Dlatego nie wystarczy zastosować tylko domknięcie położenia, ale należy zastosować również domknięcie prędkości, a nawet przyspieszenia. W systemie często stosuje się kompensację grawitacji,-przesuw do przodu, odsprzęganie lub sterowanie adaptacyjne.
Ponieważ ruchy robota często można wykonywać na różne sposoby i po różnych ścieżkach, pojawia się problem „optymalizacji”. W przypadku bardziej zaawansowanych robotów można zastosować sztuczną inteligencję, wykorzystując komputery do zbudowania ogromnej bazy informacji za pomocą bazy informacji do sterowania,-podejmowania decyzji, zarządzania i obsługi.
Zgodnie z czujnikami i metodami rozpoznawania wzorców w celu uzyskania warunków pracy obiektu i środowiska, zgodnie z wymaganiami danych wskaźników, automatycznie wybierane jest najlepsze prawo kontroli. Reasumując, układ sterowania robota jest sprzężonym, nieliniowym, wielowymiarowym układem sterowania ściśle powiązanym z zasadami kinematyki i dynamiki. Ze względu na swoje szczególne cechy nie można kopiować i wykorzystywać ani klasycznej teorii sterowania, ani nowoczesnej teorii sterowania. Jak dotąd teoria sterowania robotami nie jest kompletna i wystarczająco usystematyzowana.
2. Główne funkcje systemu sterowania robotem przemysłowym, pozycja ruchu, położenie i trajektoria robota przemysłowego w obszarze roboczym, kolejność operacji i czas akcji oraz inne elementy Sterowanie robotem przemysłowym w przestrzeni roboczej, położenie i trajektoria, kolejność operacji i czas działania oraz inne elementy to główne zadania systemu sterowania robotem przemysłowym, a sterowanie niektórymi z tych elementów jest bardzo złożone.
Z czego składa się sterownik robota i w jaki sposób realizuje sterowanie
Funkcja reprodukcji demonstracyjnej. Funkcja powtarzania uczenia oznacza, że system sterowania może zostać nauczony za pomocą skrzynki uczącej lub ręcznie, aby w określony sposób nauczyć robota przemysłowego sekwencji ruchów, prędkości ruchu, pozycji i innych informacji, a urządzenie pamięci robota przemysłowego automatycznie zarejestruje proces nauczonej operacji w pamięci, a gdy zajdzie potrzeba odtworzenia operacji, można wykonać odtworzenie zawartości zapisanej w pamięci. Jeśli chcesz zmienić treść operacji, wystarczy ją ponownie nauczyć. Funkcja kontroli ruchu. Funkcja sterowania ruchem odnosi się do sterowania położeniem, prędkością, przyspieszeniem i innymi elementami manipulatora końcowego robota przemysłowego.
3. Skład systemu sterowania, system sterowania robotem przemysłowym składa się z odpowiedniego sprzętu i oprogramowania. Sprzęt składa się głównie z następujących części: urządzenie wykrywające można podzielić na czujniki wewnętrzne i czujniki zewnętrzne. Ten pierwszy służy do wykrywania własnego stanu, jego rolą jest wykrywanie położenia, prędkości i przyspieszenia przegubów robota przemysłowego; ten ostatni służy do wykrywania środowiska pracy i stanu przedmiotu roboczego, czujniki zewnętrzne obejmują zmysły wzroku, siły, dotyku, słuchu, śliskości i inne czujniki.
Urządzenie sterujące składa się zazwyczaj z mikrokomputera lub małego komputera i odpowiedniego interfejsu. Jego rola polega na przetwarzaniu różnorodnych informacji sensorycznych, wdrażaniu oprogramowania sterującego i tworzeniu instrukcji sterujących. Wspólna część serwonapędu. Główna rola tej części opiera się na instrukcjach urządzenia sterującego, zgodnie z wymaganiami zadania polegającego na sterowaniu ruchem stawu. Oprogramowanie sterujące składa się z algorytmów planowania trajektorii ruchu i połączonych algorytmów sterowania serwomechanizmami oraz odpowiednich programów działania. Może wykorzystywać cały język programowania, ale główny nurt oprogramowania do sterowania robotami przemysłowymi tworzy się poprzez modularyzację języka-ogólnego przeznaczenia i przygotowanie specjalnego języka przemysłowego.
4. Nazwa i rola każdego elementu systemu sterowania robotem przemysłowym. Komputer sterujący to system sterowania organizacji dowodzenia harmonogramem, zwykle wykorzystujący mikrokomputer lub mikroprocesor. Rolą modułu nauczania jest ukończenie trajektorii robota nauczającego, ustawianie parametrów i całej interakcji człowiek-maszyna. Posiada niezależny procesor i jednostkę pamięci oraz komunikację szeregową z głównym komputerem w celu osiągnięcia interakcji informacyjnej. Panel operacyjny składa się z różnych przycisków operacyjnych i kontrolek stanu, a jego zadaniem jest zakończenie obsługi funkcji podstawowych.
Pamięć dysku twardego i dyskietki jest równa pamięci do przechowywania działającego programu robota. Wejście/wyjście cyfrowe i analogowe. Funkcja tej części polega na realizacji funkcji wejścia lub wyjścia różnych poleceń statusu i sterowania. Interfejs drukarki służy do rejestrowania różnych informacji, które należy wydrukować. Interfejs czujnika służy do automatycznego wykrywania informacji w celu realizacji elastycznego sterowania robotem, zazwyczaj w przypadku czujników siły, dotyku i wzroku.
Rolą sterownika osi jest dopełnienie kontroli położenia przegubów robota, jego prędkości i przyspieszenia. Sterowanie urządzeniami pomocniczymi służy do sterowania urządzeniami pomocniczymi współpracującymi z robotem, np. wariatorami ręcznymi. Interfejs komunikacyjny służy do realizacji wymiany informacji pomiędzy robotem a innymi urządzeniami, zazwyczaj jest to interfejs szeregowy, interfejs równoległy i tak dalej. Interfejs sieciowy obejmuje interfejs Ethernet i interfejs Fieldbus.
Za pośrednictwem interfejsu Ethernet można realizować bezpośrednią komunikację z wieloma robotami lub pojedynczym robotem z komputerem PC, szybkość przesyłania danych może osiągnąć 10 Mb/s i może być bezpośrednio na komputerze PC z funkcjami biblioteki Windows 95 lub Windows nt do programowania aplikacji, obsługi protokołów komunikacyjnych TCP/P, ale także poprzez interfejs Ethernet będą ładowane dane i programy każdego sterownika robota. Interfejs Fieldbus obsługuje wiele popularnych specyfikacji magistrali polowej, takich jak Device Net, ABRemote I/O, Interbus-, profibus-DP, M-NET i tak dalej.