Kenmerken van het robotbesturingssysteem
De structuur van de robot neemt de ruimtelijke open linkstructuur aan en de beweging van elk gewricht is onafhankelijk. Om het bewegingstraject van het eindpunt te realiseren, is de bewegingscoördinatie van meerdere gewrichten nodig. Daarom is het besturingssysteem veel complexer dan het gewone besturingssysteem, met de volgende kenmerken:
1. Robotbesturing hangt nauw samen met structurele kinematica en dynamiek. De toestand van de robothand kan in verschillende coördinaten worden beschreven. Volgens de noodzaak om een ander referentiecoördinatensysteem te kiezen en de juiste coördinatentransformatie uit te voeren;
2. Het is vaak nodig om de voorwaartse en omgekeerde bewegingsproblemen op te lossen. Daarnaast is het ook noodzakelijk om rekening te houden met de invloed van traagheidskrachten, externe krachten (inclusief zwaartekracht), Coriolis-krachten en middelpuntzoekende krachten.
3 heeft een simpele robot ook minimaal 3 tot 5 vrijheidsgraden, complexere robots hebben meer dan een dozijn, of zelfs tientallen vrijheidsgraden. Elke vrijheidsgraad bevat over het algemeen een servomechanisme, dat moet worden gecoördineerd om een multivariabel besturingssysteem te vormen.
4. Organisch meerdere onafhankelijke servosystemen coördineren om ze te laten handelen volgens de menselijke wil, en zelfs de robot bepaalde intelligentie geven. Deze taak kan alleen door de computer worden uitgevoerd. Daarom moet het robotbesturingssysteem een computersysteem zijn.
5, het wiskundige model dat de toestand en beweging van de robot beschrijft, is een niet-lineair model, met verschillende toestanden en veranderingen in externe krachten, de parameters veranderen ook en er is nog steeds koppeling tussen de variabelen.
6 kan de beweging van de robot op verschillende manieren en paden worden bewerkstelligd, daarom is er een "optimaal" probleem. Geavanceerde robots kunnen met behulp van kunstmatige intelligentiemethoden een enorme informatiebasis met computers opzetten, met behulp van de informatiebasis voor besturing, besluitvorming, beheer en bediening.
Traditionele automatische machines zijn niet gericht op hun eigen actie, terwijl het besturingssysteem van industriële robots zich meer richt op de relatie tussen het lichaam en het bedieningsobject.
Daarom is het robotbesturingssysteem een gekoppeld, niet-lineair multivariabel besturingssysteem dat nauw verwant is aan kinematica en dynamische principes.
Omdat de werkelijke werksituatie anders is, kunnen er verschillende besturingsmethoden zijn, van eenvoudige programmeerautomatisering, microprocessorbesturing tot kleine computerbesturing enzovoort.
De kenmerken en basisvereisten van het robotbesturingssysteem
Om een goede besturing van de robot te implementeren, is het belangrijk om de kenmerken van de bestuurde robot te kennen, en van wat we weten over de dynamiek van de robot, heeft deze de volgende eigenschappen:
1. De essentie van een robot is een niet-lineair systeem. Er zijn veel factoren die de niet-lineariteit van de robot veroorzaken, zoals structuur, transmissieonderdelen, aandrijfcomponenten, enzovoort.
2. Er is een koppelingseffect tussen de gewrichten, wat zich manifesteert als de beweging van een bepaald gewricht. Er zullen dynamische effecten zijn op andere gewrichten, zodat elk gewricht de verstoring moet dragen die wordt veroorzaakt door de beweging van andere gewrichten.
3, is een in de tijd variërend systeem en de dynamische parameters veranderen met de positie van de gewrichtsbeweging.
Vanuit het oogpunt van gebruik is de robot een speciale automatiseringsapparatuur en de besturing ervan heeft de volgende kenmerken en vereisten:
1, meerassige bewegingscoördinatiecontrole om het vereiste werktraject te genereren. Omdat de handbeweging van de robot de synthese is van alle gewrichtsbewegingen, is het, om de hand te laten bewegen volgens de ingestelde wet, noodzakelijk om de coördinatie van elk gewricht te regelen, inclusief bewegingstraject, actievolgorde en andere aspecten van coördinatie.
2, hoge positienauwkeurigheid, groot snelheidsbereik
3. Het statische foutenpercentage van het systeem moet klein zijn
4. De snelheidsfoutcoëfficiënt van elk gewricht moet zo consistent mogelijk zijn
5, positioneer geen overschrijding, dynamische respons zo snel mogelijk
6, moet plus (minus) snelheidsregeling gebruiken
7, vanuit operationeel oogpunt moet het besturingssysteem een goede mens-machine-interface hebben, voor zover mogelijk om de vereisten voor de operator te verminderen
8. Vanuit het perspectief van systeemkosten is het vereist om de hardwarekosten van het systeem zo veel mogelijk te verlagen, en er worden meer software-servomethoden gebruikt om de prestaties van het besturingssysteem te verbeteren
Robotbesturingsmodus:
Er is geen uniforme norm voor de classificatie van industriële robotbesturingsmodus:
1. Controlemodus voor robotactie
2. Robotbewegingsbesturingsmodus
(1. Robotpositiebesturingsmodus: positioneringsbesturingsmodus - vaste positiemodus, meerpuntspositiemodus, servobesturingsmodus; Padbesturingsmodus: continue baanbesturing, punt-naar-punt-besturing)
(2. Robotsnelheidsregelingsmodus: snelheidsregelingsmodus - vaste snelheidsregeling, variabele snelheidsregeling; Versnellingsregelingsmodus - vaste versnellingsregelingsmodus, variabele versnellingsregelingsmodus)
(3. Besturingsmodus van robotkracht)
Robotactievolgordebesturingsmodus
3. Robot leerbesturingsmodus
(1. Lesgeven met een echte robot: directe lesmethode - het vermogensniveau is gescheiden van lesgeven en het servoniveau is verbonden met lesgeven; lesmethode op afstand - lesmethode lesbox, lesmethode joystick, lesmethode master-slave)
(2. Geen robotonderwijs: indirecte onderwijsmethode - modelrobotnummer, speciaal gereedschapsnummer; Off-line onderwijsmethode -- weergave van numerieke invoer, grafische weergave, onderwijs in softwaretaal)
Structuur en werkingsprincipe van het robotbesturingssysteem
Een industrieel robotsysteem is meestal verdeeld in twee delen: het mechanisme en het besturingssysteem. De elementen van het robotbesturingssysteem omvatten voornamelijk computerhardwaresysteem en bedieningsbesturingssoftware, invoer- / uitvoerapparatuur en -apparaten, aandrijfsysteem, sensorsysteem.
Het besturingssysteem van de industriële robot is een belangrijk onderdeel van de robot om de te bepalen taak te voltooien. De basisfuncties zijn:
1. Geheugenfunctie
2. Onderwijsfunctie
3, met contactfunctie voor randapparatuur
4, coördinaat instellingsfunctie
5, mens-machine-interface
6. Sensorinterface
7. Positie servofunctie
8. Foutdiagnose en veiligheidsbeschermingsfunctie