Роботы сегодня и завтра

Электрические приводы, которые несколько дороже, отличаются относительно простым способом подведения энергии, они просто монтируются и регулируются. При их использовании легко достигается высокая степень точности. Поэтому их применяют в первую очередь при создании роботов, которые предназначены для решения специальных технологических задач.

Пневматические устройства имеют невысокую стоимость и маломощны, поэтому их применяют преимущественно при работе с малыми массами. Как правило, это — приведение в действие грейферов и небольших манипуляторов.

Иногда для увеличения эффективности приводы комбинируются, что позволяет добиваться лучших позиций обрабатываемых деталей и инструмента. Роботы могут применяться для стыковки швов при выполнении монтажных операций. На основе электропневматического привода были созданы сервоприводы, которые позволяют осуществлять электронное регулирование скорости и находить позицию для пневматических приводных элементов электромагнитных тормозов.

Система управления роботами

У промышленного робота конструкционные узлы должны при помощи приводов перемещаться целенаправленно и координирование. В промышленной робототехнике под термином «управление» понимают процесс, который обеспечивает перемещение соответствующих элементов робота по заданной программе и получение сигналов для координации действий периферийных приспособлений, например транспортирующих устройств или магазинов. Система управления может в свою очередь получать информацию от датчиков, от устройств, которые замеряют пройденное расстояние, или от периферийных устройств робота. Эта информация обрабатывается в соответствии с заданной программой через систему управления. При этом одна или несколько полученных величин являются для системы управления основой для воздействия на исходные величины.

Современная система управления промышленным роботом должна:

управлять, контролировать и координировать выполнение тех или иных действий в соответствии с заданной программой;

понимать, накапливать и перерабатывать информацию о внешних условиях и приспособлении процессов движения и действиях промышленного робота;

обеспечивать связь между промышленным роботом и вышестоящей системой управления, т. е. человеком — оператором и программистом;

соответствовать требованиям, вытекающим из условий эксплуатации, программирования и удобства обслуживания, надежности эксплуатации, распознавания ошибок и т. п.

Данным требованиям соответствует пока не каждая схема управления промышленным роботом. На практике же каждая система управления должна соответствовать всем пунктам этого перечня.

В основном для процессов управления в промышленных роботах используются электронные и пневматические схемы.

Пневматические системы управления хорошо зарекомендовали себя в большинстве промышленных роботов I поколения. Их преимущества по сравнению с электронными — относительно низкая стоимость одной функциональной единицы управления, хороший обзор для оператора, незначительная восприимчивость к помехам и малые затраты на устранение помех. Поэтому и в будущем они будут находить применение в простых конструкциях.

Электронные системы управления обладают рядом замечательных свойств, позволяющих использовать их в самых разнообразных конструкциях промышленных роботов: высокой надежностью и долговечностью, удобством в обслуживании, программировании и демонстрации рабочих показателей, эффективной техникой накопления данных, высокой частотой переработки информации — до нескольких сот мегагерц, передачей сигнала на большие расстояния с минимальным запаздыванием, а также высокой комплексностью функций управления.

Современные промышленные роботы оснащаются одной или несколькими микроЭВМ. Система управления на микроЭВМ имеет высокие временные и вычислительные показатели. МикроЭВМ анализируют информацию и перерабатывают ее в новые команды управления, передаваемые, например, на оси приводов. Они пользуются запоминающим устройством для компоновки программы робота, берут на себя организацию управления, привлекаются для выполнения других задач.

Системы управления промышленными роботами на микроЭВМ имеют иерархическую структуру исполнения (в соответствии с важностью их задачи), причем центральный координационный блок осуществляет управление по двум каналам — геометрическому (определяющему движение основных узлов робота и управляющему ими через сервоприводы отдельных осей) и технологическому (выполняющему технологические операции робота и его периферийных органов через узлы установки и включения).