Tööstuslik robotikontrolli kabinet on tööstusliku robotite süsteemi põhikomponent, mis vastutab käskude vastuvõtmise eest operaatorilt või automatiseerimissüsteemist ning kontrollib roboti liikumist ja tööd. Kontrollkapi disain ja tootmine on roboti jõudluse, stabiilsuse ja töökindluse jaoks kriitilise tähtsusega. Selles artiklis tutvustame üksikasjalikult tööstusliku roboti juhtimiskapi koosseisu, sealhulgas nii riist- kui ka tarkvara.
I. Riistvara kompositsioon
Toitemoodul
Toiteallikamoodul on juhtkapi energiaallika osa, mis vastutab sisend -vahelduvvoolu muundamise eest roboti nõutava alalisvoolu toiteallikaks. Toiteallikamoodul hõlmab tavaliselt alalditeid, filtreid, pingeregulaatoreid ja kaitseahelaid. Alaldiga teisendab vahelduvvoolu pulseerivaks alalisvooluks, filter kõrvaldab pulseeriva alalisvoolu pulsatsiooni, pingeregulaator tagab väljundpinge stabiilsuse ja kaitseahel kaitseb toiteallika mooduli ebanormaalse korral.
Kontroller
Kontroller on juhtkapi põhikomponent, mis vastutab operaatorilt või automatiseerimissüsteemist käskude vastuvõtmise, roboti trajektoori ja kiiruse arvutamise ning roboti erinevate liigeste ja ajamite juhtimise eest. Kontroller sisaldab tavaliselt peamist kontrollerit, liikumiskontrollerit ja I/O -liidest. Põhikontroller vastutab kõrgetasemeliste käskude töötlemise ja erinevate alamsüsteemide töö koordineerimise eest, liikumiskontroller vastutab roboti liikumiskontrolli realiseerimise eest ning I/O-liides vastutab väliste seadmetega suhtlemise eest.
Juht
Juht on juhtkapi väljundosa, mis vastutab kontrolleri käskude teisendamise eest roboti erinevate liigeste ja ajamite edasiviiv jõud. Draivide hulka kuuluvad tavaliselt servo draivid, astmelised ajamid ja alalisvoolu ajamid. Servo-draive iseloomustab ülitäpsus, suur reageerimiskiirus ja kõrge stabiilsus ning need sobivad ülitäpseks ja kiireks robotrakenduseks; Stepper-draive iseloomustab lihtne struktuur, odav ja lihtne juhtimine ning need sobivad madala kiirusega ja madala hinnaga robotite rakenduste jaoks; DC-draive iseloomustab kõrge pöördemoment, kõrge efektiivsus ja kõrge töökindlus ning need sobivad raskeveokite ja suuremahuliste robotrakenduste jaoks.
Andurid
Andurid on juhtimiskapi osa, mis vastutab roboti liikumisstaatuse, asendi, kiiruse, pöördemomendi ja muu teabe tuvastamise eest ning selle teabe toite kontrollerile tagasi. Andurite hulka kuuluvad tavaliselt kooderid, pöördemomendi andurid, kombatavad andurid, nägemisandurid jne. Robotiühenduste nurga ja kiiruse tuvastamiseks kasutatakse koodereid. Robotiühenduste pöördemomendi tuvastamiseks kasutatakse pöördemomendi andureid, robotite ja objekti vahelise kontaktseisundi tuvastamiseks kasutatakse visuaalsete infotehnoloogiate tuvastamiseks kontaktseadmeid.
Suhtlusmoodul
Kommunikatsioonimoodul on juhtkapi teabe edastamise osa, mis vastutab teabe edastamise eest juhtkapi seest välistesse seadmetele või välistest seadmetest juhtkapi sisemusse. Kommunikatsioonimoodul sisaldab tavaliselt Etherneti moodulit, jadakommunikatsioonimoodulit, traadita sidemoodulit ja nii edasi. Etherneti moodulit kasutatakse juhtkapi ja tööstusliku Etherneti vahelise ühenduse realiseerimiseks, seeriasuhtlusmoodulit kasutatakse juhtkapi ja jadaseadmete vahelise ühenduse realiseerimiseks ning juhtmevaba kommunikatsioonimoodulit kasutatakse juhtkapi ja traadita seadmete vahelise ühenduse realiseerimiseks.
Inimese masina liides
HMI on juhtkapi tööosa, mis vastutab operaatori käskude juhtkapi sisestamise eest ja juhtimiskapi olekuteabe kuvamise operaatorile. HMI koosneb tavaliselt puutetundlikust ekraanist, klaviatuurist, hiirest, indikaatori tuledest, kuvarist jne. Puutetundlikku ekraani ja klaviatuuri kasutatakse operaatori käskude sisestamiseks, hiirt kasutatakse täpse töö realiseerimiseks, indikaatorvalgust kasutatakse juhtkapi tööseisu näitamiseks ja kuvari ekraani kasutatakse juhtkapi üksikasjaliku teabe kuvamiseks.
Ohutusmoodul
Ohutusmoodul on juhtimiskapi kaitseosa, mis vastutab roboti kaitsmise ja murettekitamise eest ebanormaalsete või ohtlike olukordade korral. Turvamoodul koosneb tavaliselt hädaabi peatumisnupust, ohutus ukselülititest, turvavalgustuskardinast jne. Ebanormaalse või ohtliku olukorra korral kasutatakse roboti kaitsmiseks hädaolukorra stopp. Hädaolukorra stopp -nuppu kasutatakse roboti liikumise peatamiseks, kui tekivad kõrvalekalde, ohutusukselülitit kasutatakse selleks, et tuvastada, kas roboti ohutusala on sissetungitud või mitte, ja ohutusvalgustuskardinat kasutatakse roboti tööpiirkonnas mõni inimene või objekt, et tuvastada.
Ii. Tarkvarakompositsioon
Operatsioonisüsteem
Operatsioonisüsteem on juhtkapi tarkvara alus, mis vastutab juhtkapi riistvararessursside haldamise ja tarkvara töö keskkonna pakkumise eest. Ühiste opsüsteemide hulka kuuluvad reaalajas opsüsteem (RTOS), manustatud opsüsteemid (näiteks Linux, VXWORKS jne) ja üldotstarbelised opsüsteemid (näiteks Windows, MACOS jne).
Robotprogrammeerimiskeeled
Roboti programmeerimiskeel on programmeerimiskeel, mida kasutatakse robotikontrolliprogrammide kirjutamiseks, mida on lihtne mõista ja kirjutada, hõlpsasti siluda ja hooldada. Ühiste robotite programmeerimiskeelte hulka kuuluvad C/C ++, Python, Java jne.
Robotikinemaatika ja dünaamika raamatukogu
Roboti kinemaatika ja dünaamika teegid on tarkvarakogude, mida kasutatakse roboti trajektoori ja kiiruse arvutamiseks, mis hõlmavad edasist kinemaatikat, pöördvõrdelist kinemaatikat, dünaamika modelleerimist jne. Need teegid saavad lihtsustada robotikontrolliprogrammide kirjutamist ja parandada programmide usaldusväärsust ja stabiilsust.
Robotikontrolli algoritmid
Roboti juhtimisalgoritmid on algoritmid, mida kasutatakse robotite liikumise juhtimise realiseerimiseks, mis hõlmavad PID -juhtimist, adaptiivset juhtimist, hägusat juhtimist ja nii edasi. Need algoritmid saavad täpse ja stabiilse kontrolli realiseerimiseks automaatselt reguleerida juhtparameetreid vastavalt roboti tegelikule liikumisseisundile ja töökeskkonnale.
Robotikommunikatsiooni protokoll
Roboti kommunikatsiooniprotokollid on protokollid, mida kasutatakse juhtkapi ja väliste seadmete vahelise suhtluse realiseerimiseks, mis hõlmavad Modbus, Profibus, EtherCat jne. Need protokollid võivad tagada töökindluse ja reaalajas suhtlemise ning parandada robotite süsteemi ühilduvust ja laiendatavust.