I. Fonctions à atteindre par le système de contrôle des robots industriels
Le système de contrôle du robot est une partie importante du robot, utilisé pour contrôler l'opérateur pour effectuer une tâche de travail spécifique, ses fonctions de base sont les suivantes:
1. Fonction de mémoire:Stockez l'ordre de fonctionnement, le chemin de mouvement, le mode de mouvement, la vitesse de déplacement et les informations liées au processus de production.
2. Fonction de démontration:Programmation hors ligne, démonstration en ligne, démonstration indirecte. L'enseignement en ligne comprend deux types de boîtes d'enseignement et un enseignement guidé.
3. Contact Fonction avec équipement périphérique:Interface d'entrée et de sortie, interface de communication, interface réseau, interface de synchronisation.
Fonction de paramètre de coordonnées:Joint, Absolu, outil, quatre types de coordonnées définies par l'utilisateur.
5. Interface humaine-machine:Boîte de démonstration, panneau d'opération, affichage.
6. Interface de lasseure:Détection de position, vision, toucher, force, etc.
7. Fonction de servo de position:Robot Linkage multi-axe, contrôle de mouvement, contrôle de vitesse et d'accélération, compensation dynamique, etc.
8. Fonction de diagnostic et de protection contre la sécurité:Surveillance de l'état du système Pendant le fonctionnement, la protection de la sécurité dans un état de défaut et l'autodiagnostic des défauts.
Ii La composition du système de contrôle des robots industriels
1. Ordinateur de contrôle:Organisation de commande de planification du système de contrôle. Généralement, micro-ordinateur, microprocesseur 32- bit, 64- bit, etc. tels que la série de Pentium CPU et d'autres types de CPU.
2. Boîte d'enseignement:Enseigner la trajectoire des robots et les paramètres, ainsi que toutes les opérations d'interaction des ordinateurs humains, avec son propre CPU et son unité de stockage indépendants, et l'ordinateur principal à la communication série pour réaliser l'interaction d'informations.
3. Panneau d'opération:Il se compose de divers boutons de fonctionnement et des voyants d'état, et il n'accomplit que le fonctionnement de la fonction de base.
4. Disque dur et stockage disquette:La mémoire périphérique pour stocker le programme de travail du robot.
5. Entrée et sortie numériques et analogiques:entrée ou sortie de diverses commandes d'état et de contrôle.
6. Interface d'imprimante:Enregistrez la nécessité de produire une variété d'informations.
7. L'interface du capteur:Pour la détection automatique des informations pour obtenir un contrôle fluide du robot, généralement pour les capteurs de force, de toucher et de vision.
8. Contrôleur d'axe:Complétez la position des joints du robot, le contrôle de la vitesse et de l'accélération.
9. Contrôle des équipements auxiliaires:Utilisé avec le robot avec le contrôle de l'équipement auxiliaire, tels que les variateurs de griffe à main, etc.
10. Interface de communication:Réalisez le robot et les autres échanges d'informations sur l'équipement, l'interface généralement série, l'interface parallèle, etc.
11. Interface réseau
(1) Interface Ethernet: via Ethernet pour obtenir un certain nombre de communications de PC directe de robot direct, un taux de transfert de données allant jusqu'à 10mbit / s peut être directement sur le PC avec la fonction de la bibliothèque Windows pour la programmation d'application après la prise en charge de la prise en charge de la prise en charge de la prise en charge de la prise en charge de Le protocole de communication TCP / IP, via l'interface Ethernet, sera chargé dans les données et les programmes de chaque contrôleur de robot.
(2) Interface de bus de terrain: prise en charge d'une variété de spécifications populaires de bus de terrain, telles que Devicenet, Abremotei / O, Interbus-S, Profibus-DP, M-net et ainsi de suite.
III, classification du système de contrôle des robots industriels
1. Système de contrôle du programme:À chaque degré de liberté d'imposer une certaine régularité du rôle de contrôle, le robot peut atteindre la trajectoire spatiale requise.
2.Système de contrôle adaptatif:Lorsque les conditions externes changent, afin d'assurer la qualité requise ou afin d'améliorer la qualité de contrôle avec l'accumulation d'expérience par eux-mêmes, le processus est basé sur l'état de la machine d'opération et l'observation des erreurs de servomoteur, puis ajuster les paramètres du modèle non linéaire, jusqu'à ce que l'erreur disparaisse. La structure et les paramètres d'un tel système peuvent changer automatiquement avec le temps et les conditions.
3. Système d'intelligence artificielle:Il est impossible de préparer au préalable le programme de mouvement, mais nécessite que le rôle de contrôle soit déterminé en temps réel pendant le processus de mouvement en fonction des informations obtenues sur l'état environnant.
4. Type de point:Le robot est nécessaire pour contrôler avec précision la position de l'effecteur final, indépendamment du chemin.
5. Type d'atrajectoire:Le robot doit se déplacer en fonction de la trajectoire et de la vitesse enseignées.
6.Bus de contrôle:Système international de contrôle des bus standard. Adoptez le bus standard international comme bus de contrôle du système de contrôle, tel que VME, Multi-Bus, STD-bus, PC-bus.
7. Système de contrôle de bus personnalisé:Le fabricant définit sa propre utilisation du bus comme bus du système de commande.
8. Méthode de programmation:Système de programmation de réglage physique. Définition des commutateurs de limite fixe par l'opérateur pour réaliser le fonctionnement du programme de démarrage et d'arrêt, qui ne peut être utilisé que pour une simple collecte et placer des opérations.
9. Programmation en ligne:Grâce à l'enseignement humain, pour terminer le fonctionnement des méthodes de programmation de processus de mémoire de l'information, y compris l'enseignement de l'enseignement et l'enseignement de l'enseignement de l'enseignement.
10. Programmation d'offline:Pas au fonctionnement réel de l'enseignement direct du robot, mais détaché de l'environnement d'exploitation réel.
Iv. La structure du système de contrôle du robot
Le système de contrôle du robot peut être divisé en trois catégories en fonction de son mode de contrôle.
(1) Système de contrôle centralisé (CentralizedControlSystem):Un ordinateur pour atteindre toutes les fonctions de contrôle, une structure simple, un faible coût, mais un mauvais temps réel, difficile à développer, dans le premier robot est souvent utilisé dans cette structure.
Le système de contrôle centralisé basé sur PC, profitant pleinement des caractéristiques de l'ouverture des ressources PC peut être obtenu: une variété de cartes de contrôle, de dispositifs de capteur, etc. peuvent être intégrées dans le système de contrôle via la fente PCI standard ou via la série standard port, port parallèle. Les avantages du système de contrôle centralisé sont: les coûts matériels inférieurs, les informations faciles à collecter et d'analyser, facile à réaliser le contrôle optimal du système, une meilleure intégrité et une meilleure coordination, l'expansion matérielle du système basée sur PC est plus pratique. Ses lacunes sont également évidentes: le manque de flexibilité dans le contrôle du système, les risques de contrôle sont faciles à concentrer, une fois la défaillance, son impact sur un large éventail de conséquences graves; En raison des exigences élevées en temps réel des robots industriels, lorsque le système effectue un grand nombre de calculs de données, cela réduira la nature en temps réel du système, la réactivité du système au multitâche sera également en conflit avec le nature en temps réel du système; De plus, le système relie la complexité du système, ce qui réduira la fiabilité du système.
(2) Système de contrôle des esclaves maître:Les processeurs maître et esclaves sont utilisés pour réaliser toutes les fonctions de contrôle du système. Le Maître CPU réalise la gestion, la transformation des coordonnées, la génération de trajectoires et l'autodiagnostic du système, etc .: Le processeur esclave réalise le contrôle de l'action de toutes les articulations. Son schéma de bloc de composition. Le système de mode de contrôle-esclave-esclave est meilleur, adapté à un contrôle à haute précision à haut débit, mais son évolutivité du système est médiocre, des difficultés de maintenance.
(3) Système de contrôle décentralisé (DistributionControlSystem):Selon la nature du système et la façon dont le contrôle du système est divisé en plusieurs modules, chaque module a une tâche de contrôle et une stratégie de contrôle différente, les modes peuvent être une relation maître-esclave, peuvent également être égaux. Cette façon de réel est bonne, facile à réaliser un contrôle à grande vitesse et à haute précision, facile à développer, le contrôle intelligent peut être réalisé, est la manière populaire actuelle.
L'idée principale est le "contrôle décentralisé, gestion centralisée", c'est-à-dire que le système de ses objectifs et tâches globaux peut être une coordination et une distribution intégrées, et grâce à la coordination des sous-systèmes pour terminer la tâche de contrôle, l'ensemble du système dans le fonctionnel , les aspects logiques et physiques sont décentralisés, donc le système DCS est également connu comme un système de contrôle centralisé ou un système de contrôle décentralisé. . Dans cette structure, les sous-systèmes sont composés de contrôleurs et différents objets ou dispositifs contrôlés, et les sous-systèmes communiquent entre eux via les réseaux, etc. La structure de contrôle distribuée fournit un système de contrôle de robot ouvert, en temps réel et précis. Deux niveaux de contrôle sont souvent utilisés dans les systèmes distribués.
Un système de contrôle distribué à deux niveaux se compose généralement d'une machine supérieure, d'une machine inférieure et d'un réseau. La machine supérieure peut effectuer différents algorithmes de planification et de contrôle de la trajectoire, et la machine inférieure effectue la recherche et la mise en œuvre de la subdivision et de l'optimisation du contrôle d'interpolation. Les machines supérieures et inférieures fonctionnent en coordination les unes avec les autres via un bus de communication, qui peut être ici sous la forme de RS -232, RS -485, EEE -488 et les bus USB.
De nos jours, le développement de la technologie Ethernet et Fieldbus fournit des services de communication plus rapides, stables et efficaces pour les robots. En particulier Fieldbus, qui est appliqué au site de production, dans la micro-ordinateur de l'équipement de mesure et de contrôle pour réaliser la communication numérique multi-nœuds bidirectionnels entre la formation d'un nouveau type de système de contrôle entièrement distribué entièrement intégré au réseau) Fieldbus System FCS (FiledBusControlSystem) . Dans le réseau de production d'usine, les appareils qui peuvent être connectés via les bus de terrain sont collectivement appelés «dispositifs / instruments de terrain». Du point de vue de la théorie du système, les robots industriels, comme l'un des équipements de production d'une usine, peuvent également être classés comme dispositifs de terrain. L'introduction de la technologie des bus de terrain dans les systèmes de robots facilite l'intégration des robots dans les environnements de production industrielle.
Les avantages du système de contrôle distribué sont: une bonne flexibilité du système, un danger réduit du système de contrôle, un contrôle décentralisé avec des multiprocesseurs, ce qui est propice à l'exécution parallèle des fonctions du système, améliore l'efficacité de traitement du système et raccourcit le temps de réponse.
Pour les robots industriels avec plusieurs degrés de liberté, le contrôle centralisé gère la relation de couplage entre les axes de contrôle individuels et peut être compensé très simplement. Cependant, lorsque le nombre d'axes augmente au point où il fait le complexe de l'algorithme de contrôle, ses performances de contrôle se détériorent. De plus, lorsque le nombre d'axes ou l'algorithme de contrôle dans le système devient complexe, il peut conduire à une refonte du système. En revanche, la structure distribuée a chaque axe de mouvement manipulé par un seul contrôleur, ce qui signifie que le système a moins de bogey inter-axe et une reconfigurabilité du système plus élevée.