Roboti juhtimissüsteemi omadused
Roboti struktuur võtab kasutusele ruumilise avatud lingi struktuuri ja iga liigendi liikumine on sõltumatu. Lõpp-punkti liikumistrajektoori realiseerimiseks on vaja mitme liigendi liikumise koordineerimist. Seetõttu on selle juhtimissüsteem palju keerulisem kui tavaline juhtimissüsteem, millel on järgmised omadused:
1. Roboti juhtimine on tihedalt seotud struktuurikinemaatika ja dünaamikaga. Roboti käe olekut saab kirjeldada mitmesuguste koordinaatidega. Vastavalt vajadusele valida erinev koordinaatsüsteem ja teha sobiv koordinaatide teisendus;
2. Sageli on vaja lahendada edasi- ja pöördliikumise probleemid. Lisaks on vaja arvestada ka inertsiaalsete jõudude, välisjõudude (sealhulgas gravitatsiooni), Coriolise jõudude ja tsentriliste jõudude mõjuga.
3, lihtsal robotil on ka vähemalt 3 kuni 5 vabadusastet, keerulisematel robotitel üle tosina või isegi kümneid vabadusastmeid. Iga vabadusaste sisaldab üldiselt servomehhanismi, mis tuleb mitme muutujaga juhtimissüsteemi moodustamiseks koordineerida.
4. Koordineerida orgaaniliselt mitut sõltumatut servosüsteemi, et panna need inimese tahte järgi tegutsema ja anda robotile isegi teatud intelligentsus. Seda ülesannet saab täita ainult arvuti. Seetõttu peab roboti juhtimissüsteem olema arvutisüsteem.
5, roboti olekut ja liikumist kirjeldav matemaatiline mudel on mittelineaarne mudel, erinevate olekute ja välisjõudude muutustega, ka selle parameetrid muutuvad ning muutujate vahel on endiselt seoseid.
Nagu on näidatud joonisel 6, saab roboti liikumist teostada erinevatel viisidel ja radadel, seega on "optimaalne" probleem. Täiustatud robotid saavad tehisintellekti meetodeid kasutades luua arvutitega tohutu infobaasi, kasutades teabebaasi juhtimiseks, otsuste tegemiseks, juhtimiseks ja toimimiseks.
Traditsiooniline automaatne masinavärk ei keskendu oma tegevusele, samas kui tööstusroboti juhtimissüsteem keskendub rohkem keha ja tööobjekti suhetele.
Seetõttu on roboti juhtimissüsteem ühendatud, mittelineaarne mitme muutujaga juhtimissüsteem, mis on tihedalt seotud kinemaatika ja dünaamika põhimõtetega.
Kuna tegelik töösituatsioon on erinev, võib olla palju erinevaid juhtimismeetodeid, alates lihtsast programmeerimisautomaatikast, mikroprotsessori juhtimisest kuni väikese arvuti juhtimiseni jne.
Roboti juhtimissüsteemi omadused ja põhinõuded
Roboti hea juhtimise teostamiseks on oluline teada juhitava roboti omadusi ning roboti dünaamikast teadaolevalt on sellel järgmised omadused:
1. Roboti olemus on mittelineaarne süsteem. Roboti mittelineaarsust põhjustavad paljud tegurid, näiteks struktuur, jõuülekande osad, juhtimiskomponendid ja nii edasi.
2. Liigeste vahel tekib sidestusefekt, mis väljendub teatud liigese liikumisena. Tekib dünaamiline mõju teistele liigestele, nii et iga liiges peab taluma teiste liigeste liikumisest tingitud häireid.
3, on ajas muutuv süsteem ja dünaamilised parameetrid muutuvad koos liigese liikumise asendiga.
Kasutamise seisukohalt on robot spetsiaalne automaatikaseade ning selle juhtimisel on järgmised omadused ja nõuded:
1, mitmeteljeline liikumise koordineerimise juhtimine vajaliku töötrajektoori loomiseks. Kuna roboti käe liikumine on kogu liigesliigutuse süntees, siis selleks, et panna käsi liikuma vastavalt seatud seadusele, on vaja kontrollida iga liigese koordinatsiooni, sealhulgas liikumistrajektoori, tegevusjärjestust ja muid koordinatsiooni aspekte.
2, kõrge asukoha täpsus, suur kiirusvahemik
3. Süsteemi staatiline veamäär peaks olema väike
4. Iga liigendi kiirusvea koefitsient peaks olema võimalikult ühtlane
5, positsioon ei ületa ületamist, dünaamiline reaktsioon võimalikult kiiresti
6, tuleb kasutada pluss (miinus) kiiruse reguleerimist
7, töö seisukohalt peab juhtimissüsteemil olema hea inimese ja masina liides, et vähendada operaatorile esitatavaid nõudeid nii palju kui võimalik.
8. Süsteemi maksumuse seisukohast on vaja vähendada süsteemi riistvarakulusid nii palju kui võimalik ja juhtimissüsteemi jõudluse parandamiseks kasutatakse rohkem tarkvara servomeetodeid.
Roboti juhtimisrežiim:
Tööstusliku roboti juhtimisrežiimi klassifitseerimiseks pole ühtset standardit:
1. Roboti tegevuse juhtimisrežiim
2. Roboti liikumise juhtimisrežiim
(1. Roboti positsiooni juhtimisrežiim: positsioneerimise juhtimisrežiim - fikseeritud asendi režiim, mitme punkti asendi režiim, servojuhtimisrežiim; teekonna juhtimisrežiim: pidev trajektoori juhtimine, punktist punkti juhtimine)
(2. Roboti kiiruse reguleerimise režiim: kiiruse reguleerimise režiim - fikseeritud kiiruse juhtimine, muutuva kiiruse juhtimine; kiirenduse juhtimisrežiim - fikseeritud kiirenduse juhtimisrežiim, muutuva kiirenduse juhtimisrežiim)
(3. Roboti jõu juhtimisrežiim)
Roboti toimingute jada juhtimisrežiim
3. Roboti õpetamise juhtimisrežiim
(1. Õpetamine tegeliku robotiga: otsene õpetamise meetod - võimsustase on õpetamisest eraldatud ja servo tase on ühendatud õpetamisega; kaugjuhtimispuldi õppemeetod - õpetamiskasti õpetamise meetod, juhtkangi õpetamise meetod, ülem-alluv õpetamise meetod)
(2. Robotiõpetus puudub: kaudne õpetamismeetod – mudelroboti number, spetsiaalse tööriista number; Off-line õppemeetod -- numbrilise sisendi näitamine, graafiline näitamine, tarkvara keeleõpetus)
Roboti juhtimissüsteemi struktuur ja tööpõhimõte
Tööstuslik robotsüsteem jaguneb tavaliselt kaheks osaks: mehhanismi korpus ja juhtimissüsteem. Roboti juhtimissüsteemi elemendid hõlmavad peamiselt arvuti riistvarasüsteemi ja tööjuhtimistarkvara, sisend-/väljundseadmeid ja -seadmeid, ajamisüsteemi, andurisüsteemi.
Tööstusroboti juhtimissüsteem on roboti oluline osa määratava ülesande täitmiseks. Põhifunktsioonid on järgmised:
1. Mälu funktsioon
2. Õpetamisfunktsioon
3, välisseadmete kontaktfunktsiooniga
4, koordinaatide seadmise funktsioon
5, inimese ja masina liides
6. Anduri liides
7. Positsioneerige servofunktsioon
8. Vigade diagnostika ja ohutuskaitse funktsioon