Рейнгард Геттнер - Роботы сегодня и завтра

Гибкие системы управления промышленных роботов должны соответствовать многочисленным параметрам, обрабатывать большие объемы информации и отвечать следующим требованиям:

замеры манипуляционных путей и условия их исполнения, в том числе поисковые действия и обработка образца по трем измерениям;

высокая четкость в выполнении манипуляционных движений, прежде всего обеспечение пуска и торможения по возможности без толчков (задается соответствующий режим для регулирования контура скорости);

способность к выполнению логических условий, например немедленная остановка рабочей «руки» робота при помощи аварийной программы.

Система управления промышленного робота должна реагировать на события, происходящие в его окружении, и принимать логические решения. Например, если имеется возможность при обслуживании нескольких машин осуществлять эксплуатацию каждой машины в произвольной последовательности, то в этом случае каждая машина должна иметь свою собственную программу управления, которая может быть вызвана через центральную контрольную программу.

Для гибкого управления роботом необходимы специальные средства вычислительной техники, поскольку роботы используются для выполнения все более сложных технологических процессов.

Одновременное использование нескольких различных промышленных роботов в рамках какой-либо автоматизированной технологии порождает необходимость в создании систем ЭВМ с иерархической подчиненностью и обширным комплексом программного обеспечения. В подобных системах ЭВМ нуждается и сочленение нескольких технологических узлов. Соответственно возрастает абсолютная и относительная доля затрат на разработку и совершенствование программных обеспечений для роботов. Но эти расходы вполне оправданны, поскольку программное обеспечение будет способствовать более полному использованию микроэлектроники, а это повысит эффективность внедрения гибких автоматизированных процессов.

Так как робот не обладает способностью видеть и ощущать, то он нуждается в системе, которая позволила бы ему распознавать предметы или хотя бы информировать его относительно присутствия предмета. Составная часть систем распознавания — датчики, регистрирующие определенные состояния или всю картину событий и посылающие сигналы анализаторам.

Если брать за основу те задачи, которые должны выполнять датчики промышленных роботов (исключая специальные области применения), то можно выделить следующие группы датчиков:

позиционирования, скорости и ускорения для осуществления динамического управления промышленным роботом;

силовые — для регистрации внешних сил и моментов;

усилий на грейферах;

для распознавания внешних прикосновений;

для определения профиля обрабатываемых деталей или смещений деталей, для распознавания деталей и их позиционирования;

визуальные — для фиксирования происходящего, а также для инспектирования и анализа событий в рабочей зоне промышленного робота;

слежения за траекториями для предотвращения столкновений и прочие датчики, обеспечивающие безопасность рабочего процесса.

Датчики прикосновения могут сигнализировать о приближении к определенному предмету или о соприкосновений с ним, а также фиксировать некоторые физические величины — температурные режимы, размеры, массу предмета и т. п. В то же время промышленный робот нуждается в информации относительно внешних условий, пройденного пути и т. д., чтобы осуществлять собственное движение. Эту информацию также фиксируют датчики. После соответствующего преобразования сигналы, адекватные зафиксированным на датчиках, посредством сравнения поступившей информации с находящимися в блоке памяти заданными величинами перерабатываются в необходимые приказы по управлению для выполнения операций или для внесения соответствующих корректив. В этом случае мы говорим о сенсорной системе управления.

Грейфер с тактильными датчиками. 1 — шарнирный датчик, 2 — специальные датчики прикосновения, 3 — держатель инструмента, 4 — грейферные датчики, 5 — кожух для грейферного привода с потенциометром.

Датчики прикосновения применяются, если необходимо обеспечить осторожное и надежное сближение грейфера с обрабатываемой деталью, осторожный захват или установку болта.