Классификация систем программного управления промышленными роботами

Системы ПУ промышленными роботами достаточно разнообразны и классифицируются по различным признакам.

По объему информации в управляющей программе системы управления разделяют на жесткопрограммируемые и адаптивные.

ПР первого поколения, т.е. практически большинство роботов, работающих в промышленности, являются жесткопрограммируемыми. В них управляющая программа не корректируется в процессе обработки при изменении параметров внешней среды.

ПР с адаптивным управлением (это ПР второго поколения) имеют измерительные устройства для восприятия внешней среды. Управляющая программа в этом случае не должна содержать всю необходимую информацию. Неопределенность текущей программы снимается путем опроса датчиков системы очувствления и соответствующей обработке результатов измерения. На основе анализа параметров внешней среды и функционирования самого ПР формируются необходимые команды исполнительному устройству. Такие роботы могут самонаводиться на произвольно расположенные предметы, обходить нерегулярно появляющиеся препятствия, захватывать неориентированные заготовки из стандартной тары и ориентировать их, контролировать наличие объекта в захватном устройстве робота и усилие зажима заготовки, регулировать скорость перемещения, например, при снятии заусенцев и шлифовании, следовать по неточно определенной в программе траектории и др. Адаптивное управление снижает требования к периферийному оборудованию, значительно упрощает программирование, позволяет использовать заготовки с более широкими допусками и т.д. Адаптивные роботы позволяют автоматизировать достаточно сложные технологические операции, такие, как сварка, окраска, сборка.

Жесткопрограммируемые ПР могут иметь элементы адаптации в конструкции. Для этого им придают сенсорные устройства и соответствующее математическое обеспечение. По сигналам датчиков у таких ПР возможна корректировка управляющей программы. К сенсорным устройствам (системы очувствления) относят тактильные датчики прикосновения, датчики контроля сил и момента сил, локационные датчики ближнего и дальнего действия, а также ситсемы технического зрения – визуальные сенсорные установки.

Высшим классом адаптивных систем являются системы с искусственным интеллектом, которые можно сравнить в какой-то мере с интеллектуальной деятельностью человека при выполнении им физической работы. Таким роботам (а это роботы третьего поколения) программа работы задается в самых общих формах. ЭВМ, получая информацию от сенсорных устройств, вырабатывает оптимальный вариант действия ПР в зависимости от поставленных целей. В таких роботах заложены элементы самообучения на основе получаемого опыта.

По способу позиционирования рабочих органов различают ПР с позиционным (цикловым и числовым), контурным и комбинированным управлением. При позиционных системах управления рука ПР движется от точки к точке по жесткому маршруту, намеченному в программе. Это относительно простая система управления, позволяющая роботу выполнять несложные действия («взять» и «положить»), например установить заготовку на станок, на конвейер, в пресс, а затем после обработки снять готовые детали. Возможны более сложные действия: уложить детали в штабеля, упаковать детали, произвести точечную сварку. Здесь уже требуется большее число запрограммированных точек. У многоточечных позиционных систем число программируемых позиций достигает несколько сотен и ограничивается объемом памяти и допустимой погрешностью позиционирования.

В позиционных системах программа может задаваться на матричных штекерных панелях, штекерных барабанах, магнитных барабанах, набором упоров с конечными выключателями, пневмоникой (блоком управления со струйными элементами).

Контурные системы управления позволяют захватному устройству осуществлять непрерывные точные и плавные перемещения по заданному контуру с заданными скоростями, а иногда с ускорением или замедлением движения на некоторых участках траектории. Здесь уже ПР выполняет более сложные задачи. Роботы с контурными системами можно использовать при дуговой сварке по контуру, при нанесении лакокрасочных покрытий, при установке деталей на движущийся конвейер и снятии их. Программу работ в контурных системах управления чаще всего записывают на перфоленте или гибких магнитных дисках. Комбинированные системы управления обеспечивают как позиционное, так и контурное управление ПР.

По способу управления системы управления ПР делят на замкнутые и незамкнутые. Замкнутая система не дает информации о состоянии внешней среды и функционирования самого робота. Замкнутые системы лишены этих недостатков и поэтому область их применения расширяется.