I. Robotų valdymo sistemos koncepcija
Robotų valdymo sistema yra valdymo sistema, turinti savo tikslus ir funkcijas, susidedančias iš valdymo subjekto, valdymo objekto ir valdymo terpės. Valdymo sistema reiškia, kad bet kokį suinteresuotą ar keičiamą kiekį mašinoje, mechanizme ar kitame įrenginyje galima išlaikyti ir pakeisti norimą būdu. Taip pat įgyvendinama valdymo sistema, kad kontroliuojamas objektas būtų iš anksto nustatytas norimai būsenai. Valdymo sistema daro kontroliuojamą objektą linkusi į tam tikrą norimą stabilią būseną.
Ii. Robotų valdymo sistemos funkciniai reikalavimai
1, Atminties funkcija: saugokite veikimo tvarką, judėjimo kelią, judėjimo režimą, judėjimo greitį ir informaciją, susijusią su gamybos procesu.
2, Mokymo funkcija: Programavimas neprisijungus, internetinis mokymas, netiesioginis mokymas. Internetinė demonstracija apima dviejų rūšių demonstracinę dėžę ir vadovų demonstraciją.
3, Kontaktinė funkcija su periferine įranga: įvesties ir išvesties sąsaja, ryšio sąsaja, tinklo sąsaja, sinchronizacijos sąsaja.
4, koordinačių nustatymo funkcija: jungtis, absoliuti, įrankis, vartotojo apibrėžtos keturių rūšių koordinačių sistemos rūšys.
5, Žmogaus ir mašinos sąsaja: Demonstracinis langelis, Operacijos skydelis, ekranas.
6, jutiklio sąsaja: padėties aptikimas, regėjimas, liesti, jėga ir tt ..
7, padėties servo funkcija: roboto kelių ašių jungtis, judesio valdymas, greičio ir pagreičio valdymas, dinaminė kompensacija.
8, gedimų diagnozė ir apsaugos saugos funkcija: Sistemos būsenos stebėjimas veikimo metu, apsauga nuo saugos ir gedimo savignozė, esant gedimo būklei.
III, pagrindiniai robotų valdymo sistemos tipai
Valdymo sistemos užduotis yra valdyti roboto pavarą, kad būtų atliktas judesys ir funkcija pagal roboto veikimo instrukcijų programą, ir signalai, grąžinti iš jutiklio atsiliepimų. Jei robotas neturi informacijos grįžtamojo ryšio charakteristikų, tai yra atvirojo ciklo valdymo sistema; Jei joje yra informacijos grįžtamojo ryšio charakteristikos, tai yra uždaro ciklo valdymo sistema.
Pagal valdymo principą galima suskirstyti į programos valdymo sistemą, adaptyviąją valdymo sistemą ir dirbtinio intelekto valdymo sistemą.
Pagal valdymo judėjimo formą galima suskirstyti į taškų valdymą ir trajektorijos valdymą.
IV, pramoninės robotų valdymo sistemos sudėtis
1, Valdymo kompiuteris: valdymo sistemos išsiuntimo ir vadovaujantis centras.
2, Mokymo dėžutė: Roboto trajektorijos ir parametrų nustatymo mokymas, taip pat visos žmogaus ir kompiuterio sąveikos operacijos su savo nepriklausomu CPU ir saugojimo bloku bei pagrindiniu kompiuteriu į nuoseklųjį ryšį, kad būtų pasiekta informacijos sąveika.
3, Operacijos skydelis: Jį sudaro įvairūs veikimo mygtukai ir būsenos indikatoriaus žibintai, ir tai atlieka tik pagrindinę funkcijos veikimą.
4, standžiojo disko ir diskelių disko saugykla: periferinė atmintis, skirta roboto darbo programai saugoti.
5, Skaitmeninis ir analoginis įvestis ir išvestis: įvairių būsenų ir valdymo komandų įvestis arba išvestis.
6, spausdintuvo sąsaja: įrašykite poreikį išvesti įvairią informaciją.
7, jutiklio sąsaja: automatiškai aptikti informaciją, kad būtų galima sklandžiai valdyti robotą, paprastai jėgos, jutiklinio ir regėjimo jutikliams.
8, ašies valdiklis: užpildykite robotų jungčių padėtį, greičio ir pagreičio valdymą.
9, pagalbinės įrangos valdymas: naudojamas su robotu, kontroliuojant pagalbinę įrangą, tokią kaip rankinio letenos kintamieji ir pan.
10 Ryšio sąsaja: realizuokite robotą ir kitą informacijos mainus, paprastai serijinę sąsają, lygiagrečią sąsają ir kt.
11, tinklo sąsaja
(1) Ethernet sąsaja: per eternetą, siekiant kelių ar vieno roboto tiesioginio kompiuterio ryšio, duomenų perdavimo greičio iki 10Mbit / s, gali būti tiesiogiai kompiuteryje, naudojant „Windows Library“ funkciją programų programavimui, TCP / IP palaikymas TCP / IP palaikymas Ryšio protokolai per „Ethernet“ sąsają bus įkeliami su duomenimis ir programomis į kiekvieną roboto valdiklį.
(2) „FieldBus“ sąsaja: palaikymas įvairių populiarių lauko magistrų specifikacijų, tokių kaip „DeviceNet“, „Abremotei“/O, „Interbus-S“, „Profibus-DP“, „M-Net“ ir pan.
V. Roboto valdymo sistemos struktūra
Centralizuota valdymo sistema
Supraskite visas valdymo funkcijas su vienu kompiuteriu, paprasta struktūra, maža kaina, bet prasta realiuoju laiku, sunkiai išplėsta.
PC pagrindu sukurta centralizuota valdymo sistema visiškai naudoja kompiuterio išteklių atvirumą ir gali pasiekti gerą atvirumą: įvairias valdymo korteles, jutiklių įrenginius ir kt. Gali būti integruota į valdymo sistemą per standartinę PCI lizdą arba per Standartinis serijinis prievadas, lygiagretus prievadas.
Centralizuotos valdymo sistemos pranašumai yra šie: mažesnės aparatinės įrangos išlaidos, lengvai renkamos ir analizuojamos informacijos, lengvai realizuojama optimalia sistemos valdymas, geresnis vientisumas ir koordinacija, kompiuterio pagrindu sukurta sistemos aparatinės įrangos išplėtimas yra patogesnis.
Trūkumai taip pat yra akivaizdūs: Sistemos kontrolės lankstumo trūkumas, kontrolės pavojus lengva centralizuoti, kai tik atsiranda gedimas, jo poveikis įvairioms rimtoms pasekmėms; Dėl aukšto roboto realaus laiko reikalavimų, kai sistema atlieka daugybę duomenų skaičiavimų, ji sumažins sistemą realiu laiku, sistemos reagavimas į daugialypį užduotį taip pat prieštaraus sistemos realybei. laikas; Be to, sistema jungiasi su sudėtingumu, kuris sumažins sistemos patikimumą.
Pagrindinio vergo valdymo režimas
Master ir vergų procesoriai naudojami visoms sistemos valdymo funkcijoms įgyvendinti. Master CPU realizuoja valdymą, koordinačių transformaciją, trajektorijos generavimą ir sistemos savignozę ir kt.: Vergo procesorius realizuoja visų sąnarių judesio valdymą. Jos kompozicijos bloko schema, kaip parodyta paveikslėlyje.
„Master-Slave“ valdymo režimo sistema realiuoju laiku yra geresnis, tinkamas didelio tikslumo, greitojo valdymo, tačiau jos sistemos mastelio keitimas yra prastas, techninės priežiūros sunkumai.
Decentralizuotas valdymo režimas
Remiantis sistemos pobūdžiu ir sistemos valdymu padalinta į kelis modulius, kiekvienas modulis turi skirtingą valdymo užduoties ir valdymo strategiją, o ryšys tarp režimų gali būti meistro vergo arba lygus. Šis realaus laiko būdas yra geras, lengvai realizuojamas greitas, didelio tikslumo valdymas, lengvai išplėstas, intelektualus valdymas gali būti realizuotas, yra dabartinis populiarus būdas.
Pagrindinė idėja yra „decentralizuotas valdymas, centralizuotas valdymas“, tai yra, jos bendrieji tikslų ir užduočių sistema gali būti integruota koordinacija ir paskirstymas bei suderinant posistemes, kad būtų atlikta kontrolės užduotis, visa funkcinės sistemos sistema funkcinėje sistemoje , loginiai ir fiziniai aspektai yra decentralizuoti, todėl jis taip pat žinomas kaip centralizuota valdymo sistema arba decentralizuota valdymo sistema.
Šioje struktūroje posistemiai yra sudaryti iš valdiklių ir skirtingų kontroliuojamų objektų ar įrenginių, o posistemiai bendrauja tarpusavyje per tinklus ir pan. Paskirstyta valdymo struktūra suteikia atvirą, realiojo laiko ir tikslią robotų valdymo sistemą. Du valdymo lygiai dažnai naudojami paskirstytose sistemose.
Dviejų lygių paskirstyta valdymo sistema
Paprastai susideda iš viršutinės mašinos, apatinės mašinos ir tinklo. Viršutinė mašina gali atlikti skirtingus trajektorijos planavimo ir valdymo algoritmus, o apatinė mašina atlieka interpoliacijos padalijimo ir valdymo optimizavimo tyrimus ir įgyvendinimą. Viršutinė ir apatinė mašinos koordinuoja tarpusavyje per ryšių magistralę, kuri čia gali būti RS -232, RS -485, EEE -488 ir USB magistralės forma.
Šiais laikais „Ethernet“ ir „FieldBus“ technologijos plėtra teikia greitesnes, stabilias ir efektyvias robotų ryšių paslaugas. Ypač „FieldBus“, kuris taikomas gamybos vietai, mikrokompiuterizuojant matavimo ir valdymo įrangą tarp dvikryptės daugiapakopio skaitmeninio ryšio realizavimo, taip sudarant naujo tipo tinkle integruotą visiškai paskirstytą valdymo sistemą-lauko magistralės valdymo sistemą.
Paskirstytos valdymo sistemos pranašumai yra šie: geras sistemos lankstumas, sumažinta valdymo sistemos rizika, kelių procesorių decentralizuotas valdymas, kuris skatina lygiagrečiai sistemos funkcijų vykdymą, pagerina sistemos apdorojimo efektyvumą, sutrumpėja reagavimo laikas.
Robotų valdymo sistemos klasifikacija
1, Programos valdymo sistema: kiekvienam laisvės laipsniui nustatyti tam tikrą valdymo vaidmens reguliarumą, robotas gali pasiekti reikiamą erdvinę trajektoriją.
2, adaptyvioji valdymo sistema: kai keičiasi išorinės sąlygos, siekiant užtikrinti, kad būtina kokybė arba siekiant pagerinti kontrolės kokybę, kaupiant patirtį savarankiškai, procesas yra pagrįstas operacinės mašinos būkle ir Servo klaidų stebėjimas ir tada sureguliuokite netiesinio modelio parametrus, kol klaida išnyks. Tokios sistemos struktūra ir parametrai gali automatiškai keistis laikui bėgant.
3, Dirbtinio intelekto sistema: neįmanoma iš anksto paruošti judesio programos, tačiau reikia, kad kontrolės vaidmuo būtų nustatytas realiuoju laiku pagal gautą informaciją apie aplinkinę būseną judesio metu.
4, taškui pagrįsta valdymo sistema: Robotas privalo tiksliai valdyti galutinio efektoriaus padėtį ir neturi nieko bendra su keliu.
5, Nuolatinė trajektorijos valdymo sistema: reikalauja, kad robotas judėtų pagal dėstomą trajektoriją ir greitį.
6. Valdymo magistralė: Tarptautinė standartinė autobusų valdymo sistema. Naudokite tarptautinę standartinę magistralę kaip valdymo sistemos valdymo magistralę, tokią kaip VME, „Multi-Bus“, „STD-Bus“, „PC-Bus“.
7, pritaikyta magistralės valdymo sistema: Gamintojas apibrėžia savo autobuso naudojimą kaip valdymo sistemos magistralę.
8, Programavimo metodas: fizinio nustatymo programavimo sistema. Operatoriaus nustatymas fiksuotų ribinių jungiklių nustatymas, kad būtų galima įgyvendinti programos paleidimo ir sustojimo operaciją, kuri gali būti naudojama tik paprastam paimimui ir operacijoms.
9, Internetinis programavimas: per žmonių mokymą, kad būtų galima atlikti informacinio atminties proceso programavimo metodų, įskaitant tiesioginį mokymo modeliavimo mokymą ir mokymo dėžutės mokymą.
10, Programavimas neprisijungus: ne dėl realaus roboto tiesioginio mokymo, bet atokiau nuo faktinės veiklos aplinkos, mokymo programos, naudojant pažangių robotikų, programavimo kalbą, nuotolinę roboto operacinės trajektorijos atstovą neprisijungus.