PODSTAWY ROBOTYKI
JW 8a
1
Układy sterowania robotów przemysłowych
Układ sterowania robota przemysłowego powinien zapewniać współdziałanie wszystkich jego zespołów konstrukcyjnych (układów napędowych, sensorycznych, efektora), programowanie pracy i niezawodne wykonanie zaprogramowanych czynności.
Omawiając układy sterowania robotów, naleŜy pamiętać, Ŝe stanowią one tylko jeden
z podsystemów zautomatyzowanego stanowiska, gniazda lub systemu produkcyjnego, które
mogą zawierać jeden lub więcej robotów, obrabiarki, przenośniki, pojemniki na części, szafy
sterownicze itp. Na wyŜszym poziomie stanowiska czy systemy mogą być połączone w linie i
sieci produkcyjne obejmujące całą fabrykę w taki sposób, Ŝeby komputer centralny mógł sterować całym przebiegiem produkcji danego zakładu. Stąd sterowanie robotów przemysłowych jest często związane z szerszym problemem współpracy wielu połączonych ze sobą
maszyn i urządzeń w zautomatyzowanym zakładzie produkcyjnym.
1. Robot jako obiekt sterowania
W teorii regulacji przez sterowanie rozumiemy automatyczną realizację ogółu oddziaływań, ukierunkowanych na podtrzymanie lub polepszenie działania sterowanego obiektu w
odniesieniu do celu sterowania.
Robot jako obiekt sterowania jest skomplikowanym systemem elektromechanicznym,
złoŜonym z wieloczłonowej konstrukcji mechanicznej (mechanizmu roboczego), urządzenia
wykonawczego i elektronicznego układu sterującego (rys. 1). Mechanizm roboczy bezpośrednio oddziałuje na obiekt lub środowisko. Urządzenie wykonawcze składa się ze zbioru urządzeń napędowych z odpowiednimi czujnikami sprzęŜenia zwrotnego oraz elementami
wzmacniającymi, przekształcającymi i korygującymi.
Rys. 1. Schemat funkcjonalny układu wykonawczego sterowania robotem
2
Zadanie sterowania robotem polega na spowodowaniu takich działań silników wykonawczych, które zapewnią ruch chwytaka urządzenia wykonawczego po zadanym torze z
zadaną dokładnością.
2. Zadania układów sterowania
Omówienie układów sterowania robotów wymaga wyodrębnienia wypełnianych przez
nie zadań sterowania. Są to:
1. Reagowanie na działalność operatora, a szczególnie:
- umoŜliwienie ręcznego sterowania napędami
- umoŜliwienie wprowadzenia Ŝądanego programu działania robota, tzn. ustalenie kolejności ruchów, ich uwarunkowań czasowych oraz procesowych, a takŜe współrzędnych punktów charakterystycznych toru ruchu
- pamiętanie wprowadzonego programu; zakres zadania tego typu, zwanego dalej programowaniem, zaleŜy od występowania i stopnia złoŜoności zadań dalszych czterech typów zadań.
2. Włączanie i wyłączanie napędów dwustanowych, szczególnie dwustanowych zespołów ruchu oraz chwytaków; zadanie to będzie określone jako sterowanie w osiach
dyskretnych.
3. Sterowanie zespołami ruchu pozycjonowanymi w całym zakresie przemieszczeń
- ustalanie kierunków, prędkości i ewentualnie przyspieszeń ruchu, a takŜe koordynacja pomiędzy ruchami wykonywanymi jednocześnie w dwóch lub więcej osiach; zadanie to będzie określone jako sterowanie w osiach
(…)
…).
Istnieje wiele moŜliwości wprowadzania i wyprowadzania danych jak przy uŜyciu taśmy magnetycznej dyskietek, dysku twardego, sieci komputerowych (łatwość komunikowania się z
innymi sterowaniami).
Najskromniejszą konfiguracją układów CNC stosowanych w robotach przemysłowych
jest welomikroprocesorowa struktura mieszana składająca się z mikroprocesorów 8 i 16bitowych (dzisiaj 16- i 32-bitowych…
… zaleŜne da czasu i sterowanie według zadanych czynności. W pierwszym przypadku kolejność wykonywanych czynności jest określona programem czasowym,
np. krzywkami poruszającymi się ze stałą prędkością, zapisem na taśmie magnetycznej bądź
dziurkowanej. W drugim przypadku nie korzysta się ze źródła impulsów w funkcji czasu, a
czynności robota są uzaleŜnione od czynności w procesie manipulacyjnym…
… uŜytkownika robota przemysłowego.
Wykonywanie czynności robota według zaprogramowanej kolejności zapewnia się przez dokonanie zapisu na odpowiednim nośniku informacji. Poprzednio uŜywanymi nośnikami informacji były bębny programowe z kołkami, tablice wtykowe, pamięci półprzewodnikowe,
bębny i taśmy magnetyczne.
Najnowocześniejszymi numerycznymi systemami sterowania robotami są układy sterowania o strukturze…
… specjalny program wykonywania poszczególnych faz ruchu
- kryterium optymalności, które ustala m.in. sposób wykonania ruchu
- ograniczeń związanych z oceną istniejącej sytuacji
Drugi poziom hierarchii to zespół jąder podkorowych będący ośrodkiem, programującym,
koordynującym i generującym stereotypy ruchowe.
Poziom trzeci to zespół ośrodków nadrdzeniowych głównie w pniu mózgu oraz móŜdŜek tworzący ośrodek…
… wewnętrzne punkty blisko tego toru, jak to jest tylko moŜliwe. Tor wynikowy jest aproksymacją linii prostej. Dokładność aproksymacji zaleŜy od liczby punktów i
przy większej liczbie punktów adresowalnych aproksymacja jest dokładniejsza.
W przypadku robota kartezjańskiego, który ma tylko przeguby (pary kinematyczne) liniowe,
interpolacja przegubowa pokrywa się z interpolacją prostoliniową. Dla innych robotów…
… jest zastąpienie maszyny cyfrowej sterującej członami wykonawczymi przez sztuczną sieć neuronową
zbudowaną z elementów neuropodobnych (perceptronów)
Komórka nerwowa (neuron) jest układem bardzo złoŜonym. Najczęściej przedstawia
się ją jako komórkę z wystającymi kilkoma dendrytami i aksonem zakończonym kilkoma
synapsami (rys. 9)
Rys. 9. Uproszczony schemat budowy neuronu; 1 – cytoplazma komórki, 2 – jądro…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)