4.1. Общая структура системы управления промышленных роботов

Loading...

En provenance du cours de National Research Tomsk State University

Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника

56 notes

National Research Tomsk State University

Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника

56 notes

Для инновационного развития всех сфер робототехники необходимы молодые специалисты, способные креативно мыслить, разрабатывать, проектировать, внедрять и эксплуатировать сложные системы интеллектуального управления и роботизированные комплексы. Курс "Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника" рассчитан на студентов технических специальностей, а также тех, кто интересуется робототехникой. Мехатроника и робототехника охватывает очень широкий круг вопросов, и одному человеку трудно охватить и глубоко изучить все области исследования роботов. Данный курс поможет слушателям сориентироваться и выбрать для дальнейшей своей работы конкретное направление: изучение структуры и кинематики роботов, приводы роботов, управление и программирование, организация современного высокоэффективного роботизированного производства, применение систем автоматизированного проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ и технологической подготовки производства и др. Слушатели должны иметь знания по физике и математике в объеме школьной программы. Умение ориентироваться в математических и физических терминах, умение читать формулы, знание базовых физических единиц и их обозначений, понимание основ механики поможет слушателям успешно пройти данный курс. Курс состоит из 6 модулей. Каждая модуль курса содержит видеолекции, в конце каждой лекции – тестовые вопросы для самопроверки своих знаний. Каждый модуль заканчивается выполнением тестового задания из 10 вопросов. Это задание является важным для прохождения курса. Слушателю необходимо правильно ответить не менее чем на 7 из 10 вопросов. Сертификат получают слушатели, набравшие от 70 % и выше от максимально возможного количества баллов (100 %) за весь курс. При этом итоговый результат складывается из результатов тестовых заданий по всем модулям. The course "Innovations in industry: mechatronics and robotics" may be interesting for students of engineering specialties who will learn to apply their knowledge in a new area. Mechatronics and Robotics covers a wide range of issues, and it is difficult for one person to reach deep and explore all areas of robot research. This course will help students to navigate and choose the specific direction for their further work: the structure and kinematics of robots, robot actuators, control and programming, the organization of modern highly robotized production, the use of CAD/CAM systems, manufacturing of parts on CNC machines and technological preparation of production.

À partir de la leçon

Модуль 3

Модуль включает две базовые темы: кинематический анализ механизмов графо-аналитическим методом и системы программного управления. Первая дает слушателю возможность научиться быстрому и наглядному методу оценки параметров движения механической системы, а вторая рассказывает о принципах обеспечения этого движения, управления им. В конце каждой лекции модуля слушателям предлагается проверить знания, отвечая на вопросы (без оценивания), а по завершению модуля – выполнить тестовое задание из 10 вопросов.

4.1. Общая структура системы управления промышленных роботов11:14

4.2. Системы циклового, позиционного и контурного управления. Основные функции программного обеспечения11:30

4.3. Адаптация и уровни адаптации. Программное обеспечение систем управления адаптивных роботов. Системы интеллектуального управления роботами18:33

Rencontrer les enseignants

Михаил Владимирович Горбенко (Mikhail V. Gorbenko)
Кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики (PhD, Associate Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics)
Институт Природных ресурсов Томского политехнического университета (Institute of Natural Resources of Tomsk Polytechnic University)
Татьяна Ивановна Горбенко (Tatiana I. Gorbenko)
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной газовой динамики и горения (PhD, Associate Professor of the Department of Applied Gas Dynamics and Combustion)
Физико-технический факультет Томского государственного университета (Faculty of Physics and Engineering of Tomsk State University)

[МУЗЫКА] Здравствуйте,

уважаемые слушатели!

Сегодня мы будем говорить о важной составляющей промышленного робота

— системе управления.

Возможности применения роботов-манипуляторов безграничны.

Давайте перечислим лишь некоторые направления применения роботов в

промышленности, например: сварка металла (дуговая или точечная);

обработка сложных поверхностей; литье металла в формы с одновременной

дозировкой расплава; обработка материала резанием: сверление,

фрезерование и другие; раскрой листового материала; черчение;

гибка металла; обслуживание станков: загрузка и отгрузка деталей,

перемещение продукции по цеху; упаковка и паллетирование продукции,

обслуживание склада и другие операции.

Сегодня благодаря применению роботов- манипуляторов можно

автоматизировать многие операции, ранее выполняемые ручным способом.

Манипулятор является универсальным оборудованием.

Он способен выполнять самые разные задачи.

Часто для его перенастройки на другое действие достаточно

сменить инструмент и программу работы.

Это качество дает невиданную ранее гибкость в организации производства.

Каким должно быть управление роботом?

Что понимается под управлением промышленным роботом?

Управление роботами осуществляет его устройство управления.

По принципу управления роботы разделяются на программные (первого поколения),

адаптивные (второго поколения), интеллектуальные (третьего поколения).

Жестко программируемые системы задают строгие инструкции,

отступление от которых недопустимо в ходе выполнения рабочих операций.

Такие системы программного управления не позволяют

приспосабливаться к окружающей среде.

Адаптивные устройства в состоянии корректировать программу поведения

робота в зависимости от изменяющихся условий окружающей среды.

Гибко программируемые механизмы (интеллектуальные роботы) могут

самостоятельно составлять программу, ориентируясь только на поставленную цель.

Как правило, все три способа управления применяются комплексно.

Адаптивное управление обычно строится на базе программного как

следующий уровень управления.

Интеллектуальное управление в свою очередь реализуется

как надстройка над первыми двумя уровнями.

Название систем управления конкретных роботов обычно

определяется основными использованными в них способами управления.

По степени участия человека-оператора в процессе

управления различают системы автоматического,

автоматизированного и ручного управления.

Автоматическое управление роботом — управление роботом без непосредственного

участия человека-оператора.

Автоматизированное управление роботом — это управление роботом,

сочетающее автоматическое управление и управление от человека-оператора.

Ручное управление — это копирующее управление,

управление роботом с непосредственным участием человека с помощью устройств,

кинематически подобных исполнительным устройствам робота.

По типу движения исполнительных систем существуют

системы управления: непрерывные (контурные),

дискретные позиционные (шагами «от точки к точке») и дискретные цикловые (по упорам,

как правило, с одним шагом по каждой координате).

По управляемым переменным различают системы управления:

положением (позицией), скоростью, силой (то есть моментом).

Часто эти способы управления применяют в комбинации: либо разные способы по

разным координатам, либо последовательным переходом от одного к другому,

либо в виде функциональной зависимости управляемой переменной от другой,

например, управление по силе, величина которой задается как функция от положения.

Рассмотрим более подробно систему программного управления.

Программное управление промышленным роботом —

это автоматическое управление исполнительным устройством

промышленного робота по заранее введенной управляющей программе.

Программные роботы характеризуются тем, что они функционируют по

жестко заданной программе, однако программа их действий легко

перенастраивается оператором по потребностям технологического процесса.

В большинстве случаев обстановка на промышленных предприятиях в ходе

технологического процесса бывает хорошо определенной: детали,

инструменты, материалы лежат в строгом порядке.

Технологическая линия работает ритмично, поэтому роботы, обслуживающие эту линию,

могут быть чисто программными, то есть работать по жестко заложенным

в них определенным программам в пространстве и во времени,

но в то же время могут быть легко переналаживаемыми.

Система управления робота, реализующая все запрограммированные движения,

имеет информационную и командную связи с остальным оборудованием

для синхронизации работы данной технологической линии.

Система программного автоматического управления формирует

и передает управляющие воздействия на приводы звеньев манипулятора для

обеспечения перемещения рабочего органа по заранее заданной траектории: сигналы,

которые определяют действия рабочего органа

(зажим-разжим захватного устройства, усилия захвата),

сигналы, которые синхронизируют работу с внешним оборудованием.

Например: робот для паллетизирования кегов встраивается

в автоматизированную линию транспортировки готовой продукции — согласуется

взаимодействие робота с другим технологическим оборудованием.

Рассмотрим классификацию систем программного управления.

Системы программного управления промышленных роботов подразделяются

на системы циклового, позиционного и контурного управления.

Каждая из них имеет много разновидностей в зависимости от

характера операции, кинематики робота и типа приводов.

Системы циклового управления имеют малое число точек позиционирования.

Чаще всего они переключают движение манипулятора по каждой степени

подвижности от упора до упора под действием сжатого воздуха,

например, при погрузке-загрузке, подаче заготовки под пресс.

Системы позиционного управления имеют большое число программируемых положений,

точек, через которые должен пройти конец манипулятора в процессе

движения и каждая из которых может послужить для неподвижного

позиционирования по потребности технологического процесса.

Эти системы обладают значительно большей универсальностью применения.

Например, роботы с позиционной системой управления находят

широкое применение при точечной сварке.

Системы контурного управления имеют следящие приводы по

каждой степени подвижности, то есть следящие системы с обратной связью.

При их совместном действии концевая точка манипулятора

может совершать плавные движения по любым запрограммированным

непрерывным траекториям и позиционироваться неподвижно в

любой точке своей рабочей зоны по заложенной программе.

Системы программного управления роботов первоначально были заимствованы

из систем числового программного управления технологического оборудования.

Но они существенно сложнее последних прежде всего из-за большего

числа степеней подвижности и их взаимосвязанности.

Процесс дискретного циклового программного управления

манипулятором реализован практически во всех пневматических роботах.

Процесс управления отдельными приводами сводится к однократному

движению с постоянной скоростью и торможению при достижении упора.

Роботы с цикловой системой управления успешно

используются на контрольно-измерительных операциях,

осуществляют контроль сварных соединений, контролируют степень чистоты

обработки поверхности деталей, производят сортировку деталей.

Цикловой робот, используя ультразвуковой датчик,

разбраковывает детали в зависимости от их размеров и толщины.

Автоматизация производственных процессов требует

применения промышленных роботов с разными системами управления.

Совершенствование систем управления промышленных роботов обеспечивает

расширение их технологических и функциональных возможностей.

Применение не только в машиностроении, но и в других отраслях,

делает возможным роботизировать промышленные предприятия,

основой которых являются гибкие производственные системы.

На следующей лекции рассмотрим особенности применения роботов

первого поколения, а также способы программирования роботов.

Спасибо за внимание!

[МУЗЫКА]

Explorer notre catalogue

Rejoignez-nous gratuitement et obtenez des recommendations, des mises à jour et des offres personnalisées.

Coursera propose un accès universel à la meilleure formation au monde, en partenariat avec des universités et des organisations du plus haut niveau, pour proposer des cours en ligne.

© 2018 Coursera Inc. Tous droits réservés.

Télécharger dans l'App Store

Disponible sur Google Play