I. 로봇 제어 시스템의 개념
로봇 제어 시스템은 제어 대상, 제어 객체 및 제어 매체로 구성된 자체 목표 및 기능을 갖춘 관리 시스템입니다. 제어 시스템은 기계, 메커니즘 또는 기타 장치 내의 관심있는 수량이 원하는 방식으로 유지되고 변경 될 수있는 것을 의미합니다. 제어 시스템은 또한 제어 된 객체를 사전 결정된 원하는 상태로 가져 오기 위해 구현된다. 제어 시스템은 제어 된 물체를 특정한 안정적인 상태로 만듭니다.
II. 로봇 제어 시스템의 기능적 요구 사항
1, 메모리 기능 : 운영 순서, 이동 경로, 이동 모드, 이동 속도 및 생산 공정과 관련된 정보를 저장합니다.
2, 교육 기능 : 오프라인 프로그래밍, 온라인 교육, 간접 교육. 온라인 데모에는 두 가지 종류의 데모 상자와 가이드 데모가 포함되어 있습니다.
3, 주변 장치와의 접촉 기능 : 입력 및 출력 인터페이스, 통신 인터페이스, 네트워크 인터페이스, 동기화 인터페이스.
4, 좌표 설정 기능 : 관절, 절대, 도구, 사용자 정의 네 가지 코디네이션 시스템.
5, 휴먼-머신 인터페이스 : 데모 상자, 작동 패널, 디스플레이.
6, 센서 인터페이스 : 위치 감지, 비전, 터치, 힘 등 ..
7, 위치 서보 기능 : 로봇 다 축 링키지, 모션 제어, 속도 및 가속 제어, 동적 보상.
8, 고장 진단 및 안전 보호 기능 : 결함 조건에서 작동 중 시스템 상태 모니터링, 안전 보호 및 결함자가 진단.
III, 로봇 제어 시스템의 주요 유형
제어 시스템의 작업은 로봇의 작동 지침 프로그램에 따라 움직임과 기능을 완료하기 위해 로봇 액추에이터를 제어하는 것입니다. 신호는 센서 피드백에서 반환되었습니다. 로봇에 정보 피드백 특성이없는 경우 개방 루프 제어 시스템입니다. 정보 피드백 특성이있는 경우 폐 루프 제어 시스템입니다.
제어 원칙에 따라 프로그램 제어 시스템, 적응 형 제어 시스템 및 인공 지능 제어 시스템으로 나눌 수 있습니다.
제어 운동의 형태에 따라 포인트 제어 및 궤적 제어로 나눌 수 있습니다.
IV, 산업 로봇 제어 시스템 구성
1, 제어 컴퓨터 : 제어 시스템의 디스패치 및 지휘 센터.
2, 교육 상자 : 교육 로봇 궤적 및 매개 변수 설정, 자체 독립적 인 CPU 및 저장 장치를 갖춘 모든 휴먼 컴퓨터 상호 작용 작업 및 정보 상호 작용을 달성하기위한 직렬 커뮤니케이션의 주요 컴퓨터.
3, 작동 패널 : 다양한 작동 버튼 및 상태 표시등으로 구성되며 기본 기능 작동 만 수행합니다.
4, 하드 디스크 및 플로피 디스크 스토리지 : 로봇의 작동 프로그램을 저장하기위한 주변 메모리.
5, 디지털 및 아날로그 입력 및 출력 : 다양한 상태 및 제어 명령 입력 또는 출력.
6, 프린터 인터페이스 : 다양한 정보를 출력해야 할 필요성을 기록하십시오.
도 7, 센서 인터페이스 : 정보의 자동 감지를 위해 로봇의 원활한 제어, 일반적으로 힘, 터치 및 비전 센서를 위해.
8, Axis Controller : 로봇 조인트 위치, 속도 및 가속 제어를 완료하십시오.
9, 보조 장비 제어 : 핸드 클로 가변기 등과 같은 보조 장비 제어와 함께 로봇과 함께 사용됩니다.
10 통신 인터페이스 : 로봇 및 기타 장비 정보 교환, 일반적으로 직렬 인터페이스, 병렬 인터페이스 등을 실현합니다.
11, 네트워크 인터페이스
(1) 이더넷 인터페이스 : 이더넷을 통해 여러 또는 단일 로봇 직접 PC 통신을 달성하기 위해 최대 10mbit / s의 데이터 전송 속도는 응용 프로그램 프로그래밍을위한 Windows 라이브러리 기능을 사용하여 PC에서 직접있을 수 있습니다. TCP / IP 지원 이더넷 인터페이스를 통한 통신 프로토콜에는 각 로봇 컨트롤러에 데이터 및 프로그램이로드됩니다.
(2) FieldBus 인터페이스 : Devicenet, Abremotei/O, Interbus-S, Profibus-DP, M-Net 등과 같은 다양한 인기있는 Fieldbus 사양에 대한 지원.
V. 로봇 제어 시스템 구조
중앙 집중식 제어 시스템
하나의 컴퓨터, 간단한 구조, 저렴한 비용이지만 실시간이 좋지 않아 확장하기가 어렵습니다.
PC 기반 중앙 집중식 제어 시스템은 PC 리소스의 개방성을 최대한 활용하고 개방성을 잘 활용할 수 있습니다. 다양한 제어 카드, 센서 장치 등은 표준 PCI 슬롯을 통해 제어 시스템에 통합 될 수 있습니다. 표준 직렬 포트, 병렬 포트.
중앙 집중식 제어 시스템의 장점은 다음과 같습니다. 하드웨어 비용 하락, 정보 수집 및 분석이 쉬우 며 시스템의 최적 제어, 더 나은 무결성 및 조정, PC 기반 시스템 하드웨어 확장을 쉽게 알 수 있습니다.
단점도 분명합니다. 시스템 제어의 유연성 부족, 제어 위험은 중앙 집중화하기 쉽습니다. 실패가 발생하면 광범위한 심각한 결과에 미치는 영향; 로봇의 실시간 요구 사항이 높기 때문에 시스템이 많은 수의 데이터 계산을 수행 할 때 시스템의 실시간을 줄이면 멀티 태스킹에 대한 시스템의 응답 성도 시스템의 실제와 충돌합니다. 시간; 또한 시스템은 복잡성에 연결되어 시스템의 신뢰성을 줄입니다.
마스터 슬레이브 제어 모드
마스터 및 슬레이브 프로세서는 시스템의 모든 제어 기능을 실현하는 데 사용됩니다. 마스터 CPU는 관리, 좌표 변환, 궤적 생성 및 시스템 자체 진단 등을 실현합니다. 슬레이브 CPU는 모든 조인트의 모션 제어를 인식합니다. 그림과 같이 구성 블록 다이어그램.
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분산 된 제어 모드
시스템의 특성과 시스템 제어가 여러 모듈로 나누어지는 방식에 따라 각 모듈마다 다른 제어 작업 및 제어 전략이 있으며 모드 간의 관계는 마스터 슬레이브 또는 동일 할 수 있습니다. 이러한 실시간 방법은 좋고, 고속, 고정밀 제어, 확장이 쉬우 며 지능적 제어가 실현 될 수 있으며, 현재 인기있는 방법입니다.
주요 아이디어는 "분산 된 제어, 중앙 집중식 관리", 즉 전반적인 목표와 작업 시스템은 통합 조정 및 배포가 될 수 있으며, 하위 시스템의 조정을 통해 제어 작업을 완료하는 기능, 전체 시스템은 기능적입니다. , 논리적 및 물리적 측면은 분산되어 있으므로 중앙 집중식 제어 시스템 또는 분산 된 제어 시스템이라고도합니다.
이 구조에서 서브 시스템은 컨트롤러와 다른 제어 객체 또는 장치로 구성되며 서브 시스템은 네트워크 등을 통해 서로 통신합니다. 분산 제어 구조는 개방적이고 실시간이며 정확한 로봇 제어 시스템을 제공합니다. 두 가지 수준의 제어가 종종 분산 시스템에서 사용됩니다.
2 단계 분산 제어 시스템
일반적으로 상단 기계, 하부 기계 및 네트워크로 구성됩니다. 상단 기계는 다양한 궤적 계획 및 제어 알고리즘을 수행 할 수있는 반면, 하부 기계는 보간 하위 구역 및 제어 최적화의 연구 및 구현을 수행합니다. 상단 및 하단 기계는 통신 버스를 통해 서로 협력하여 작동하며, 여기서는 rs -232, rs -485, eee -488 및 USB 버스 형태 일 수 있습니다.
오늘날, 이더넷 및 Fieldbus 기술의 개발은 로봇에 더 빠르고 안정적이며 효과적인 커뮤니케이션 서비스를 제공합니다. 특히 생산 현장에 적용되는 FieldBus는 양방향 멀티-노드 디지털 통신의 실현 사이의 측정 및 제어 장비의 미세 컴퓨터 화에서 새로운 유형의 네트워크 통합 완전 분산 제어 시스템-필드 버스 제어 시스템을 형성합니다.
분산 제어 시스템의 장점은 다음과 같습니다. 우수한 시스템 유연성, 제어 시스템의 위험 감소, 시스템 기능의 병렬 실행에 도움이되는 다중 프로세서 분산 제어 사용, 시스템의 처리 효율성을 향상시킵니다. 응답 시간.
로봇 제어 시스템 분류
1, 프로그램 제어 시스템 : 제어 역할의 특정 규칙 성을 부과하기 위해 각 자유도에 따라 로봇은 필요한 공간 궤적을 달성 할 수 있습니다.
2, 적응 제어 시스템 : 외부 조건이 변경되면 필요한 품질을 보장하거나 자체 경험 축적으로 제어 품질을 향상시키기 위해 프로세스는 운영 기계의 상태를 기반으로합니다. 서보 오류 관찰 후 오류가 사라질 때까지 비선형 모델의 매개 변수를 조정하십시오. 이러한 시스템의 구조 및 매개 변수는 시간과 조건에 따라 자동으로 변경 될 수 있습니다.
3, 인공 지능 시스템 : 모션 프로그램을 미리 준비하는 것은 불가능하지만, 동작 중에 주변 상태에 대한 얻은 정보에 따라 제어 역할을 실시간으로 결정해야합니다.
4, 포인트 기반 제어 시스템 : 로봇은 엔드 효과의 위치를 정확하게 제어해야하며 경로와 관련이 없습니다.
5, 연속 궤적 제어 시스템 : 로봇은 가르치는 궤적과 속도에 따라 움직여야합니다.
6. 제어 버스 : 국제 표준 버스 제어 시스템. VME, Multi-Bus, STD-BUS, PC-BUS와 같은 Control System Control Bus와 같은 국제 표준 버스를 사용하십시오.
7, 맞춤형 버스 제어 시스템 : 제조업체는 버스의 자체 사용을 제어 시스템 버스로 정의합니다.
8, 프로그래밍 방법 : 물리적 설정 프로그래밍 시스템. 연산자가 고정 된 한계 스위치를 설정하여 시작 및 중지의 프로그램 작동을 실현하여 간단한 픽업 및 배치 작업에만 사용할 수 있습니다.
9, 온라인 프로그래밍 : 인간 교육을 통해 직접 교육 시뮬레이션 교육 및 교육 상자 교육을 포함한 정보 메모리 프로세스 프로그래밍 방법의 운영을 완료합니다.
10, 오프라인 프로그래밍 : 로봇 직접 교육의 실제 운영이 아니라 고급 로봇 공학, 프로그래밍 언어, 로봇 운영 궤적의 원격 오프라인 생성을 통해 실제 운영 환경, 교육 프로그램에서 멀어지게됩니다.