Индустриалният шкаф за управление на робота е основният компонент на индустриалната роботна система, която е отговорна за получаването на команди от оператора или системата за автоматизация и контролиране на движението и работата на робота. Дизайнът и производството на контролния шкаф е от решаващо значение за производителността, стабилността и надеждността на робота. В този документ ще представим подробно състава на индустриалния кабинет за управление на робота, включително както хардуер, така и софтуер.
I. Състав на хардуер
Модул за захранване
Модулът за захранване е частта за захранване на енергията на контролния шкаф, който е отговорен за преобразуването на входната променлива мощност в постоянен ток, изисквана от робота. Модулът за захранване обикновено включва токоизправители, филтри, регулатори на напрежението и защитни вериги. Токоизправител преобразува променливотоковата мощност в пулсираща постоянен ток, филтърът елиминира пулсацията в пулсиращата постоянен ток, регулаторът на напрежението гарантира стабилността на изходното напрежение и защитната верига защитава модула за захранване в случай на аномалия.
Контролер
Контролерът е основният компонент на контролния шкаф, който е отговорен за получаването на команди от оператора или системата за автоматизация, изчисляване на траекторията и скоростта на робота и контролиране на различните стави и задействащи механизми на робота. Контролерът обикновено включва основния контролер, контролера на движението и I/O интерфейса. Основният контролер е отговорен за обработката на команди на високо ниво и координирането на работата на различни подсистеми, контролерът на движение е отговорен за реализирането на контрола на движението на робота, а I/O интерфейсът е отговорен за комуникацията с външни устройства.
Драйвер
Драйверът е част от изхода на захранването на контролния шкаф, който е отговорен за преобразуването на команди на контролера в движещата сила на различните стави и задвижващи механизми на робота. Задвижванията обикновено включват серво задвижвания, стъпкови задвижвания и постояннотокови устройства. Серво дисковете се характеризират с висока прецизна, висока скорост на реакция и висока стабилност и са подходящи за високоточни и високоскоростни приложения за роботи; Стъпковите дискове се характеризират с проста структура, ниска цена и лесен контрол и са подходящи за приложения с ниска скорост и ниска точност; DC устройствата се характеризират с висок въртящ момент, висока ефективност и висока надеждност и са подходящи за тежкотоварни и мащабни роботизирани приложения.
Сензори
Сензорите са сензорната част от контролния шкаф, който е отговорен за откриването на състоянието на движението на робота, позицията, скоростта, въртящия момент и друга информация и подаването на тази информация обратно на контролера. Sensors usually include encoders, torque sensors, tactile sensors, vision sensors, etc. Encoders are used to detect the angle and speed of the robot joints, torque sensors are used to detect the torque of the robot joints, tactile sensors are used to detect the contact state between the robot and the object, and visual sensors are used to obtain the visual information of the robot's working environment.
Комуникационен модул
Комуникационният модул е частта за предаване на информация на контролния шкаф, която е отговорна за предаването на информация от вътрешния кабинет на външните устройства или от външни устройства до вътрешния шкаф. Комуникационният модул обикновено включва Ethernet модул, сериен комуникационен модул, безжичен комуникационен модул и т.н. Ethernet модулът се използва за реализиране на връзката между контролния шкаф и индустриалния Ethernet, серийният комуникационен модул се използва за реализиране на връзката между контролния шкаф и серийните устройства, а безжичният комуникационен модул се използва за реализиране на връзката между контролния шкаф и безжичните устройства.
Интерфейс на човешката машина
HMI е операционната част на контролния шкаф, която е отговорна за въвеждането на команди на оператора в контролния шкаф и показване на информацията за състоянието на контролния шкаф към оператора. HMI обикновено се състои от сензорен екран, клавиатура, мишка, индикаторни светлини, дисплей и т.н. Сензорният екран и клавиатурата се използват за въвеждане на команди на оператора, мишката се използва за реализиране на точна работа, индикаторът се използва за показване на работното състояние на контролния шкаф, а екранът на дисплея се използва за показване на подробна информация на контролния шкаф.
Модул за безопасност
Модулът за безопасност е защитната част на контролния шкаф, който е отговорен за защитата и тревожността на робота в случай на анормални или опасни ситуации. Модулът за безопасност обикновено се състои от бутон за аварийно спиране, превключвател на предпазна врата, завеса за безопасност и др. Бутонът за аварийно спиране се използва за защита на робота в случай на анормална или опасна ситуация. Бутонът за аварийно спиране се използва за спиране на движението на робота незабавно, когато се появи аномалия, превключвателят на предпазните врати се използва за откриване дали зоната за безопасност на робота е била натрапвана или не, а завесата за безопасност на светлината се използва за откриване на дали има човек или обект в работната зона на робота.
II. Софтуерна композиция
Операционна система
Операционната система е в основата на софтуера на Control Cabinet, който е отговорен за управлението на хардуерните ресурси на контролния шкаф и осигуряване на среда за работа на софтуера. Общите операционни системи включват операционна система в реално време (RTOS), вградени операционни системи (като Linux, VxWorks и др.) И ОПЕРАЦИОННИ СИСТЕМИ НА ОПЕРАЦИЯТА (като Windows, MacOS и др.).
Езици за програмиране на роботи
Езикът за програмиране на роботи е език за програмиране, използван за писане на програми за контрол на робота, които са лесни за разбиране и писане, лесни за отстраняване на грешки и поддръжка. Общите езици за програмиране на роботи включват c/c ++, python, java и т.н.
Библиотека за кинематика и динамика на робота
Библиотеките на кинематиката на робота и динамиката са софтуерни библиотеки, използвани за изчисляване на траекторията и скоростта на робот, които включват кинематика напред, обратна кинематика, динамично моделиране и т.н. Тези библиотеки могат да опростят писането на програми за контрол на робота и да подобрят надеждността и стабилността на програмите.
Алгоритми за контрол на робота
Алгоритмите за контрол на робота са алгоритми, използвани за реализиране на контрол на движението на робота, които включват PID контрол, адаптивно управление, размито управление и т.н. Тези алгоритми могат автоматично да регулират контролните параметри според действителното състояние на движение и работната среда на робота, за да реализират прецизно и стабилно управление.
Протокол за комуникация на робота
Протоколите за комуникация на робота са протоколи, използвани за реализиране на комуникацията между контролния шкаф и външните устройства, които включват Modbus, Profibus, EtherCat и т.н. Тези протоколи могат да осигурят надеждността и комуникацията в реално време и да подобрят съвместимостта и разширяемостта на роботната система.