Система управления роботом

Промышленные роботы на автомобильном производстве Промы́шленный ро́бот — предназначенный для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессет. Применяется для перемещения предметов производства и выполнения различных технологических операций. В литературе на русском языке получило распространение следующее определение промышленного робота, взятое из ГОСТ 25686-85 : это — «автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций». В промышленности, впрочем, наряду с манипуляционными роботами, получившими наибольшее распространение, используют также мобильные локомоционныеинформационные, информационно-управляющие, комплексные и другие виды промышленных роботов. Промышленные роботы обычно являются одним из компонентов автоматизированных производственных систем, применяемых ви т. Экономически выгодно использование система управления роботом роботов совместно с другими средствами автоматизации производства автоматические линии, участки и комплексы. Система управления роботом в США группой сотрудников во главе с был разработан первый автоматический электромеханический манипулятор с копирующим управлением, повторяющий движения человека-оператора и предназначенный для перемещения материалов. Выполнять при помощи данного манипулятора такие операции, как система управления роботом гаечного ключа или позиционирование предметов на поверхности, было сложно, поскольку никакой по силе он не обеспечивал; однако уже в компания «» разработала копирующий манипулятор «Хэнди Мэн» Handy Manв котором такая обратная связь имелась, и оператор мог воспринимать силы, воздействующие на схват система управления роботом. Первые промышленные роботы в собственном смысле система управления роботом слов начали создавать в середине 50-х годов XX века в США. В американский инженер разработал способ управления погрузочно-разгрузочным манипулятором с помощью сменных перфокарт и подал патентную заявку на сконструированное им «программируемое устройство для переноски предметов», т. Вместе с в он организовал первую в мире компанию по выпуску промышленных роботов. В 1959 году фирма «Консолидейтед Корпорейшн» США опубликовала описание манипулятора с числовым программным управлением ЧПУа в 1960—1961 гг. Их сходство с человеком ограничивалось наличием манипулятора, отдалённо напоминающего человеческую руку. Некоторые из них работают до сих пор, превысив 100 тысяч часов рабочего ресурса. Экспериментальный прототип робота «Юнимейт» был создан уже в 1959 г. Робот захватывал раскалённые отливки дверных ручек и других деталей автомобиля, опускал их в бассейн с охлаждающей жидкостью и устанавливал на конвейер, после чего они поступали к рабочим для обрезки и полировки. Работая 24 часа в сутки, робот заменил три смены рабочих на тяжёлой, грязной и опасной работе. Данный робот имел 5 степеней подвижности с гидроприводом и двухпальцевое захватное устройство с пневмоприводом. Перемещение объектов массой до 12 осуществлялось с точностью 1,25. В качестве системы управления использовался программоноситель в виде срассчитанный на 200 команд управления, и кодовые датчики положения. В режиме обучения оператор задавал последовательность точек, через которые должны пройти звенья манипулятора в течение рабочего цикла. Робот запоминал координаты точек и мог автоматически перемещаться от одной точки к другой в заданной последовательности, многократно повторяя рабочий цикл. На операции разгрузки машины для «Юнимейт» работал с производительностью 135 деталей в час при браке 2 %, тогда как производительность ручной разгрузки составляла 108 деталей в час при браке до 20 %. Промышленный робот «Версатран», имевший три степени подвижности и управление от магнитной ленты, мог у обжиговой печи загружать и разгружать до 1200 раскалённых кирпичей в час. В то время соотношение затрат на электронику и механику в стоимости робота составляло 75 % и 25 %, поэтому многие задачи управления решались за счёт механики; сейчас же это соотношение изменилось на противоположное, причём. В система управления роботом же году в эру роботизации вступила икоторая приобрела робот «Версатран». Вскоре в Японии и Швеции, а также в, и начался выпуск промышленных роботов собственного производства в Японии первой к выпуску роботов приступила компаниякоторая в 1968 году приобрела у фирмы «Юнимейшн» лицензию на выпуск промышленных роботов. Уже к концу 1970-х гг. Япония вышла на первое место в мире система управления роботом по годовому выпуску роботов, так и по система управления роботом промышленных роботов, установленных на предприятиях страны. В первые промышленные роботы появились в 1971 году; они были создана под руководством профессора робот УМ-1 и лауреата робот «Универсал-50». Первоначально задающие устройства в этих системах формировались на коммутаторной плате; в 1974 г. Предлагаются необычные кинематические схемы манипуляторов. Быстро развиваются технологические роботы, выполняющие такие операции, как высокоскоростные. Появление в 1970-х гг. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства. Кроме этого, робот может иметь средства очувствления образующие в совокупности информационно-сенсорную система управления роботомсигналы от которых поступают к системе управления. В некоторых случаях в состав промышленного робота могут входить два или большее число манипуляторов. Сочетание и взаимное расположение звеньев и сочленений определяет число степеней подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота. Обычно предполагают, что первые три сочленения в система управления роботом механизме манипулятора реализуют транспортные или переносные степени подвижности обеспечивая вывод рабочего органа в заданное местоа система управления роботом реализуют ориентирующие степени подвижности отвечая за нужную ориентацию рабочего органа. В зависимости от вида первых трёх сочленений большинство роботов относят к одной из четырёх категорий : роботы, работающие в — роботы, у которых все три начальных сочленения являются поступательными например, робот RS-1 компании ; роботы, работающие в — роботы, у которых среди начальных сочленений два поступательных и одно вращательное например, робот Versatran 600 система управления роботом Prab ; роботы, работающие в система управления роботом роботы, у которых среди начальных сочленений одно поступательных и два вращательных например, робот Unimate 2000B фирмы «Юнимейшн» ; роботы, работающие в угловой, или вращательной, системе координат — роботы, у которых все три начальных сочленения являются вращательными например, роботы фирмы «Юнимейшн» или T 3 фирмы «Цинциннати Милакрон». Для некоторых манипуляторов подразделение степеней подвижности на переносные и ориентирующие не принято. Примером могут служить манипуляторы с избыточностью т. В некоторых случаях манипулятор промышленного робота устанавливают на подвижное система управления роботом, что означает наделение его дополнительными степенями подвижности. Так, манипулятор устанавливают на рельсы или же на подвижную каретку, передвигающуюся по напольной колее или вдоль подвесных направляющих. Существуют промышленные роботы и с замкнутыми кинематическими цепями. Примером могут служить — манипуляционные роботы, в которых рабочий орган соединён с основанием по крайней мере двумя независимыми кинематическими цепями. К данному классу манипуляционных роботов относятся, в частности, и. Система управления роботом качестве рабочего органа может выступать захватное устройство или технологический инструмент. Наиболее универсальной разновидностью захватного устройства является схват — устройство, в котором захватывание и удержание объекта производятся посредством относительного перемещения частей данного устройства. Как правило, схват по своей конструкции напоминает человеческой руки: захват объекта осуществляется с помощью механических «». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской. Применяют также крюки для поднятия деталей с конвейеровчерпаки или система управления роботом для жидких, сыпучих или гранулированных веществ. Для захвата же множества однотипных деталей применяют специализированные конструкции например, магнитные захватные устройства. Число применений промышленных роботов, в которых схват используется для удержания рабочего инструмента, относительно невелико. В большинстве случаев инструмент, нужный для выполнения технологической операции, крепится непосредственно к запястью робота, становясь его рабочим органом. Это может быть система управления роботом окраски распылением, сварочные для точечной сварки, сварочная головка для дуговой сварки, дисковый и т. Наконец, обычно применяют для небольших по размерам роботов, выполняющих простые и быстрые циклические операции. Одно из них берёт своё начало от систем программного управления станками и вылилось в создание автоматически управляемых промышленных манипуляторов. Второе привело к появлению полуавтоматических система управления роботом интерактивных систем, в которых в управлении действиями промышленного робота участвует человек-оператор. Таким образом, промышленные роботы можно подразделить на следующие три типа каждый из которых, в свою очередь, подразделяют на несколько разновидностей : Автоматические роботы: Программные роботы роботы с — простейшая разновидность автоматически управляемых промышленных роботов, до сих пор широко используемых в силу их дешевизны на различных промышленных предприятиях для обслуживания несложных система управления роботом процессов. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, а все действия выполняются циклически по жёсткой программе, заложенной в память запоминающего устройства. Адаптивные роботы роботы с — роботы, оснащённые сенсорной частью системой очувствления и снабжённые набором программ. Сигналы, поступающие к системе управления отанализируются ею, и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях робота, предполагающее переход от одной программы к другой смена технологической операции. Аппаратное и программное обеспечение — в принципе то же, что и в предыдущем случае, но к его возможностям предъявляются повышенные требования. Обучаемые роботы — роботы, действия которых полностью формируются в ходе обучения человек при помощи специальной платы задаёт порядок действий робота, и этот порядок действий записывается в память запоминающего устройства. Интеллектуальные роботы роботы с элементами — роботы, способные с помощью сенсорных устройств самостоятельно воспринимать и распознавать обстановку, строить модель среды, система управления роботом автоматически принимать решение о дальнейших действиях, система управления роботом также самообучаться по мере накопления собственного опыта деятельности. Биотехнические роботы: Командные роботы система управления роботом с командным управлением — манипуляторы, в которых человек-оператор задаёт с командного устройства движение в каждом сочленении строго говоря, это — не роботы в полном смысле слова, а «полуроботы». Копирующие роботы роботы с копирующим управлением — манипуляторы, копирующие действия приводимого в движение оператором задающего устройства, кинематически подобного исполнительному механизму манипулятора как и в предыдущем случае, такие манипуляторы система управления роботом считать «полуроботами». Полуавтоматические роботы — роботы, при управлении которыми человек-оператор задаёт лишь движение рабочего органа манипулятора, а формирование согласованных движений в сочленениях система управления роботов осуществляет самостоятельно. Интерактивные роботы: Автоматизированные роботы роботы с автоматизированным управлением — роботы, чередующие автоматические режимы управления с биотехническими. Супервизорные роботы роботы с супервизорным управлением — роботы, выполняющие автоматически все этапы заданного цикла операций, но осуществляющие переход от одного этапа к другому по команде человека-оператора. Диалоговые роботы роботы с диалоговым управлением — автоматические роботы любой разновидностиспособные взаимодействовать с человеком-оператором, используя язык того или иного уровня включая подачу текстовых или голосовых команд и ответные система управления роботом робота. Большинство современных роботов функционирует на основе принциповподчинённого управления иерархичности системы управления роботом. Иерархическое построение системы управления роботом предполагает деление системы управления на горизонтальные слои уровни : на верхнем уровне осуществляется управление общим поведением робота, на уровне планирования движений производится расчёт необходимой траектории движения рабочего органа, на уровне координации приводов организуется согласованная работа приводов, обеспечивающая требуемое перемещение рабочего органа и, наконец, на уровне привода непосредственно осуществляется управление двигателем, отвечающим за конкретную степень подвижности манипулятора. Первые роботы с программным управлением обычно программировали вручную. Позднее появились специальные языки программирования роботов например, система управления роботом VAL для робота фирмы «Юнимейшн» или язык MCL, разработанный фирмой «» на основе языка программирования. В качестве аппаратного обеспечения обычно используются промышленные компьютеры в мобильном исполненииреже. Управление может происходить с помощью или. Если необходимо построить систему управления приводом по положению например, по углу поворота звена манипуляторато система управления замыкается обратной связью по положению, а внутри системы управления по положению функционирует система управления по скорости со своей обратной связью по скорости, внутри которой существует контур управления по току со своей обратной связью. Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать, удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью система управления роботом усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её. Управление роботом осуществляться системой управления промышленным предприятием ERP-системойсогласующими действия робота система управления роботом готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций. Современные информационно-сенсорные системы, используемые в робототехнике, представляют собой совокупности функционально объединённых измерительных и вычислительных средств, задачей которых служит система управления роботом информации от различных и её обработку для последующего использования. Датчики, используемые в современных робототехнических системах, разнообразны и могут быть подразделены система управления роботом следующие основные группы : внутренние, или кинестетические датчики, дающие информацию о значениях и усилий в сочленениях манипулятора; датчики линейных и угловых перемещений,и др. Промышленные роботы в производственном процессе способны выполнять основные и система управления роботом. К основным технологическим операциям относятся операции система управления роботом выполнения формообразования, изменения линейных размеров заготовки и др. К вспомогательным технологическим операциям относятся транспортные операции, в том числе операции по загрузке и выгрузке технологического оборудования. Среди самых распространённых действий, выполняемых промышленными роботами, можно назвать следующие : перенос материалов перенос деталей и заготовок от станка к станку или с конвейера на конвейер, штабелирование, работа сукладка деталей в тару и т. Крупнейшим рынком промышленных роботов сталапредприятия которой закупили 36 560 промышленных роботов. За ней следуют 25 110 единиц23 700 единиц21 307 единиц18 297 единиц и другие промышленно развитые страны. Наибольшее число новых промышленных роботов — 69 400 — было установлено на предприятиях ; второе место занимают предприятия и 36 200 едиництретье — предприятия и 16 500 единиц. Проверено 11 июня 2015. Основы динамики промышленных роботов. Robotics: A Reference Guide to the New Technology. Handbook of Industrial Robotics. Проверено 1 января 2015. Проверено 24 января 2015. Проверено 24 января 2015. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и робототизированных комплексов. Проверено 28 января система управления роботом. Проверено 28 января 2015. Промышленные роботы западноевропейских стран Обзор зарубежного опыта. Промышленные роботы Японии Обзор зарубежного опыта. Промышленные роботы США Обзор зарубежного опыта. Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы. Системы управления манипуляционных роботов. Промышленные роботы: конструирование и применение. САПР и автоматизация производства. Справочник по промышленной робототехнике: В 2-х кн. Основы робототехники: Введение в специальность. Робототехника: История и перспективы. Основы управления манипуляционными роботами. Информационные устройства робототехнических систем. Перевод статьи «High Система управления роботом Robots», Austin Weber, размещена в журнале Assembly Промышленные роботы в современном производстве в каталоге ссылок Open Directory Project. Текст доступен по ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак некоммерческой организации.

См. также