Система управления промышленным роботом (стр. 2 из 3)

Управление роботом может осуществляться как человеком-оператором, так и системой управления промышленным предприятием, согласующими действия робота с готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций.

1.3 Классификация систем управления движением инструмента.

Системы управления движением инструмента робота подразделяются на цикловые, позиционные и контурные.

Цикловая система наиболее проста, так как программируют обычно две позиции: начало и конец перемещения инструмента. В роботах с цикловым управлением широко используют пневмопривод.

Позиционная система управления задает не только последовательность команд, но и положение всех звеньев робота, ее используют для обеспечения сложных манипуляций с большим числом точек позиционирования. При этом траектория инструмента между отдельными точками не контролируется и может отклоняться от прямой, соединяющей эти точки. Однако завершение перемещения в каждой точке обеспечивается с заданной точностью. Систему называют однопозиционной, если она предусматривает остановку инструмента в конце каждого отдельного перемещения (в каждой точке). Такая система пригодна для контактной точечной сварки, для сборочных и транспортных операций.

Многопозиционная система управления предусматривает прохождение промежуточных точек без остановки с сохранением заданной скорости. При достаточной частоте промежуточных точек такая система управления обеспечивает перемещение инструмента по заданной траектории и поэтому может использоваться для дуговой сварки. Однако в этом случае введение программы в память робота требует значительных затрат времени.

Контурная система управления задает движение в виде непрерывной траектории или контура, причем в каждый момент времени определяет не только положение звеньев манипулятора, но и вектор скорости движения инструмента. Эта система обеспечивает движение инструмента по прямой линии или окружности путем задания соответственно двух или трех точек участков траектории. Это существенно упрощает обучение робота, так как отдельные участки траектории могут интерполироваться дугами окружности и отрезками прямых. Роботы с контурным управлением используют для дуговой сварки и термической резки.

1.4 Программирование промышленных роботов

Практически все фирмы производители робототехники разрабатывают собственные языки программирования и средства вспомогательного программного обеспечения. Фирмы, непосредственно занимающиеся внедрением робототехники в производственные процессы (системные интеграторы), делают основной упор на вспомогательном программном обеспечение адаптированном к конкретным практическим условиям, разработкам новых и модернизации старых технологий, внедрением измерительных систем, позволяющих повысит точность и качество производимой продукции.

Большинство промышленных роботов имеют комплексную программную оболочку, в которую по необходимости интегрируются разнообразные дополнительные модули расширений. Так, например, существует возможность подключения модулей коммуникаций с внешними сенсорными устройствами: система видео наблюдения, система замера прилагаемой нагрузки, вращающего момента, что дает возможность робототехнической системе реагировать на изменение внешних условий.
Довольно часто контроллер робота связан с программируемым логическим контроллером (ПЛК), который отвечает за взаимодействие робота и периферийного оборудования.
Программирование промышленных роботов делится на два вида Online- программирование и Offline-программирование. Как правило, при программировании робота используется оба вида. Существуют также различия относительно методов программирования, возможностей самих языков программирования и возможности роботов.

1.4.1 Online-программирование.

Это программирование непосредственно на месте установки робота, с помощью самого робота. К данному способу относятся два метода Teach-In и Playback.

1.4.1.1 Метод Teach-In.

При Teach-In методе (сокращенно Teachen) движение робота в пространстве к заданному участку производится управляющей консолью (в виде джойстика или кнопок). В большинстве случаев, в самом роботе (в 1-ю ось) заложена система координат, связанная в свою очередь посредством кинематической цепи с самой удалённой точкой робота (например, 6-й осью у 6-ти осевого робота). Таком образом местоположение и ориентация всех осей и предполагаемого инструмента робота в пространстве всегда известны.
Достигнутое местоположение (пункт) запоминается контроллером робота, и выполняется до тех пор, пока робот не выполнит все требуемые операции. Совокупность таких пунктов, определяет траекторию самостоятельного движения робота. Каждый пункт имеет определенное количество изменяемых параметров, скорость движения и углового вращения, точность, конфигурацию осей.

1.4.1.2 Метод Playback.

Робот посредством человека, в ручную, обводится по траектории предполагаемого движения, которая в последствии в точности повторяется роботом. Этот метод часто применяется при программирование роботов для лакирования и покраски.
К недостаткам Online - программирования относится то, что во время программирования, не может быть речи о производственном процессе. Такое программирование не обеспечивает высокой точности обработки и конечно не очень удобно для каких-либо изменений.

1.4.2 Offline программирование
Данный вид программирования производится на обыкновенном компьютере; без непосредственного участия робота. Тем самым дает возможность программирования робота без остановки производственного процесса.
Текстовое программирование (Описание течения программы языком программирования). Это, по сути дела, написание логики программы (последовательность траекторий, опрос периферийных устройств, коммуникация с обслуживающим персоналом и конечно техника безопасности). Изготовленная таким образом программа загружается тем или иным способом (дискета или сетевое соединение) в контроллер робота, проходит тест на ошибки, программа корректируется и в принципе готова к использованию.

1.5 Достоинства использования промышленных роботов.

1. достаточно быстрая окупаемость

2. исключение влияния человеческого фактора на конвейерных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности;

3. повышение точности выполнения технологических операций и, как следствие, улучшение качества;

4. возможность использования технологического оборудования в три смены, 365 дней в году;

5. рациональность использования производственных помещений;

6. исключение воздействия вредных факторов на персонал на производствах с повышенной опасностью;

2. Описание промышленного робота IRB 2400.

2.1 Структура робота IRB 2400.

Робот состоит из двух главных частей, как показано на рисунке 1.

Рисунок 2.1 Робот IRB 2400.

2.2 Манипулятор.

Манипулятор оборудован двигателями переменного тока, которые имеют электромеханические тормоза. Тормоза блокируют двигатели, когда робот является недействующим в течение больше чем трех минут.

2.3 Контроллер робота.