Is sraith innealra, leictreonaic, rialaithe, ríomhairí, braiteoirí, hintleachta saorga agus teicneolaíocht chun cinn ildisciplíneach eile é robot tionsclaíoch i gceann de na tionscail déantúsaíochta nua-aimseartha sa trealamh uathoibrithe tábhachtach. Tugtar róbataic, teicneolaíocht CNC agus teicneolaíocht PLC ar na trí phríomhtheicneolaíochtaí tacaíochta d'uathoibriú tionsclaíoch. Tá teicneolaíocht róbataic agus a chuid táirgí ag forbairt go han-tapa, agus tá siad anois ina n-uirlisí uathoibrithe le haghaidh córas déantúsaíochta solúbtha (FMS), uathoibriú monarchan (FA), córas déantúsaíochta comhtháite ríomhaire (CIMS), chomh maith le cuid thábhachtach de thionscal 4.0 mhonarcha Chliste.
1. Comhdhéanamh córas robot tionsclaíoch agus táscairí feidhmíochta
1) Comhdhéanamh Córais Robot Tionsclaíoch
Is éard is róbait thionsclaíoch ann ionramhálaí il-chomhpháirteach nó gléas meaisín saoirse ilchéime atá dírithe ar an réimse tionsclaíochta, ar féidir leis obair a dhéanamh go huathoibríoch, agus is cineál meaisín é a bhraitheann ar a chumhacht agus ar a chumas rialaithe féin chun feidhmeanna éagsúla a bhaint amach. Féadfaidh sé glacadh le ceannas daonna, nó rith de réir cláir réamhchláraithe, is féidir le róbait thionsclaíocha nua-aimseartha a bheith bunaithe freisin ar theicneolaíocht hintleachta saorga chun prionsabal gníomhaíochta an chláir a fhorbairt. Taispeántar robot tionsclaíoch tipiciúil i bhFíor 1. Is féidir robots tionsclaíocha a roinnt ina thrí ghlúin de réir leibhéal na forbartha teicneolaíochta: an chéad ghlúin de robots atáirgeadh taispeánta, an dara glúin de robots aireachtála, agus an tríú glúin de robots cliste.
Tá an chéad ghlúin de robots tionsclaíocha comhdhéanta de thrí phríomhchuid i dtéarmaí struchtúr seachtrach: an t-oibreoir (nó an comhlacht robot), an rialtóir agus an taispeántóir. Don dara agus don tríú glúin de róbait thionsclaíocha áirítear freisin córas braistintí agus córas anailíse agus cinnteoireachta, a réadaítear ag braiteoirí agus bogearraí faoi seach.
(1) Oibreoir:Is é príomhchorp an mheaisín a úsáidtear chun tascanna oibriúcháin éagsúla a dhéanamh, ina bhfuil lámh robotic, aonad tiomána, aonad tarchurtha agus braiteoirí inmheánacha den chuid is mó.
(2) Rialaitheoir:Is é an feiste chun comhlacht an robot a rialú chun gníomhartha áirithe a chomhlánú de réir na dtreoracha agus na faisnéise braiteora, arb é an phríomhchuid é feidhm agus feidhmíocht an robot a chinneadh, agus freisin an chuid is tapúla den robot tionsclaíoch a nuashonrú agus a fhorbairt.
(3) Múinteoir:Is é{0}}comhéadan idirghníomhaíochta meaisín daonna an róbait é, trína bhféadfaidh an t-oibreoir an róbat a ríomhchlárú nó an róbat a ionramháil de láimh le bogadh.
Tá róbait thionsclaíoch comhdhéanta go feidhmiúil de 3 phríomhpháirt agus 6 fhochóras. 3 is cuid mheicniúil iad príomhpháirteanna, cuid rialaithe agus cuid braite. 6 is iad na fochórais tiomána, an córas struchtúr meicniúil, an córas idirghníomhaíochta meaisín daonna, an córas rialaithe, an córas braite, agus an robot-córas idirghníomhaíochta comhshaoil.
2) Innéacs feidhmíochta robot tionsclaíoch
Is é innéacs feidhmíochta robots tionsclaíocha na sonraí teicniúla a sholáthraíonn an monaróir robot ag an am seachadta táirgí, rud a léiríonn raon feidhme iarratais agus feidhmíocht oibre an robot, rud nach mór a mheas nuair a bhíonn robot á roghnú. Cé nach bhfuil na sonraí teicniúla a sholáthraíonn an monaróir robot díreach mar an gcéanna, níl struchtúr robots tionsclaíocha, iarratais agus riachtanais úsáideoirí mar an gcéanna, ach tá a phríomhtháscairí feidhmíochta i gcoitinne: céimeanna saoirse, cruinneas oibre, raon oibre, ualach rátáilte, luas uasta oibre.
Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara go bhféadfadh uathúlachtaí a bheith ag róbat laistigh dá raon oibriúcháin. Is pointí iad uathúlachtaí ina gcailleann hailt céimeanna saoirse i dtreonna áirithe mar gheall ar shrianta ar struchtúr an róbait. Faightear uathúlachtaí de ghnáth ar imill an spáis oibre, agus nuair a dhéantar uathúlachtaí a ghrúpáil le chéile, tugtar "folamh" orthu. Nuair a ghluaiseann an robot in aice le uathúlacht, athraíonn dearcadh na n-alt go mór mar gheall ar chaillteanas céimeanna saoirse de réir a chéile, rud a fhágann go bhfuil ualach mór ar an gcóras tiomána agus ró-ualach. Dá bhrí sin, le haghaidh robots le uathúlacht, éilíonn a raon oibriúcháin freisin go gcuirfí deireadh le singularities agus cuas.
2. Rialú robots tionsclaíocha
1) Saintréithe agus ceanglais rialaithe robot tionsclaíoch
Tá gluaiseachtaí na n-alt den chuid is mó de na róbait thionsclaíocha neamhspleách ar a chéile, agus tá gá le comhordú na n-alt iolracha chun cruinneas suímh éifeachtóir deiridh an róbait a bhaint amach. Dá bhrí sin, tá an córas rialaithe robot tionsclaíoch níos casta ná gnáthchóras rialaithe agus tá na tréithe seo a leanas aige:
(1) Is córas neamhlíneach é go bunúsach.
(2) Is córas rialaithe il-athraitheach é atá comhdhéanta d'il-alt, agus tá cúpláil idir na hailt.
(3) Is córas ama athraitheach é a athraíonn a pharaiméadair dhinimiciúla de réir mar a athraíonn suíomh comhghluaisne.
(4) Tá sé de cheangal na coinníollacha comhshaoil agus na treoracha rialaithe a thomhas agus a anailísiú, agus an dlí rialaithe is fearr a roghnú go huathoibríoch.
(5) Tá cruinneas suite ard in-athdhéanta aige agus rigidity maith córais.
(6) Ní cheadaítear ró-lámhach suímh, ar shlí eile d'fhéadfadh imbhualadh tarlú, agus ba cheart go mbeadh an freagra dinimiciúil tapa.
Ag cur san áireamh go bhfuil na saintréithe thuas ag rialú robot tionsclaíoch, ní mór na bunriachtanais seo a leanas a chomhlíonadh agus an córas rialaithe robot tionsclaíoch á dhearadh:
(1) Rialú comhordaithe ar ghluaisne ilais chun an trajectory oibre riachtanach a tháirgeadh.
(2) Cruinneas suímh ard, raon luas mór.
(3) Ba cheart go mbeadh ráta difreálach statach an chórais beag, ie, tá gá le rigidity maith ar an gcóras.
(4) Seasamh gan róbhrú, freagra tapa dinimiciúil.
(5) Tá gá le rialú luasghéaraithe agus luasmhoillithe.
(6) Ba cheart go mbeadh comhéifeacht earráide luas gach comhpháirteacha chomh comhsheasmhach agus is féidir.
(7) Ó thaobh na hoibríochta de, ní mór go mbeadh comhéadan meaisín daonna maith ag an gcóras rialaithe, ceanglais oibreora a íoslaghdú.
(8) Ó thaobh costas an chórais, tá sé de dhíth costas crua-earraí an chórais a laghdú a oiread agus is féidir, agus úsáid níos mó a bhaint as modhanna servo bogearraí chun feidhmíocht an chórais rialaithe a fheabhsú.
2) modh rialaithe robot tionsclaíoch
Ó shaintréithe rialaithe agus riachtanais rialaithe robots tionsclaíocha, tá roinnt eilimintí i gceist le réadú rialú robots tionsclaíocha, atá roinnte go príomha i rialú ciseal bun an robot agus an rialú ciseal uachtarach. Ina measc, cuimsíonn an rialú ciseal bun an comhlacht robot (ie, an chuid meicniúil), an chuid ciorcad tiomána, an chuid braiteora, agus an straitéis rialaithe (m.sh., rialú PID). Áirítear ar an rialú ciseal uachtair anailís tairiscint an robot, pleanáil cosáin, agus an chuid bogearraí den robot [4]. De réir modhanna éagsúla aicmithe, is féidir rialú robot a rangú ar bhealaí éagsúla. De réir an réad rialaithe is féidir é a roinnt ina rialú suímh, rialú luais, rialú fórsa, rialú chasmhóiminte, rialú hibrideach fórsa / seasamh, etc. Is iad seo go príomha an rialú ciseal bun, agus mínítear na príomh-mhodhanna rialaithe anois.
(1) rialú suímh robot tionsclaíoch:is é an cuspóir ná na hailt robot a dhéanamh chun an ghluaiseacht réamh-phleanáilte a bhaint amach, agus ar deireadh thiar a chinntiú go ritheann an t-éifeachtaí deiridh robot tionsclaíoch feadh an trajectory réamhshocraithe, de ghnáth ag baint úsáide as córas servo AC nó córas servo DC a bhaint amach.
(2) Rialú daonchumhachta meaisín tionsclaíoch (chasmhóiminte):an gá atá le hanailís a dhéanamh ar an éifeachtóir deiridh róbait agus ar thimpeallacht staid na srianta, agus de réir na srianta straitéisí rialaithe a fhorbairt. Ina theannta sin, is gá braiteoir fórsa a shuiteáil ag deireadh an robot chun an fórsa teagmhála idir an robot agus an timpeallacht a bhrath. Próiseálann an córas rialaithe an fhaisnéis fórsa seo de réir na straitéise rialaithe réamhbhunaithe, agus ansin rialaíonn sé an róbat chun oibríochtaí a dhéanamh sa timpeallacht neamhchinnte atá ag luí leis an timpeallacht sin, ionas gur féidir leis an róbat tascanna oibríochta casta a chur i gcrích.
(3) Rialú luas robot tionsclaíoch:réadaithe de ghnáth ag an am céanna le rialú seasamh. Mar shampla, i gcás modh rialaithe trajectory leanúnach, ní mór do robots tionsclaíocha luas na gcodanna gluaiseachta a rialú agus luasghéarú agus luasmhoilliú a chur i bhfeidhm de réir na dtreoracha réamhshocraithe, chun freastal ar riachtanais gluaiseachta réidh agus suíomh cruinn. Toisc go bhfuil an robot tionsclaíoch ar chineál an riocht oibre (nó ualach taistil) athróg, táimhe ualach innealra gluaiseachta mór, chun déileáil leis an contrártha idir go tapa agus go réidh, ní mór rialú a dhéanamh ar an luasghéarú tosaithe agus luasmhoillithe roimh stopadh an dá alt tairiscint aistrithe. Agus sa phróiseas gluaiseachta iomlán, is gá rialú luas de ghnáth.
3) Rialú cliste ar robots tionsclaíocha
Tagraíonn modh rialaithe Chliste robots tionsclaíoch go príomha don oibríocht faoi choinníollacha neamhchinnte nó anaithnid, ní mór don robot faisnéis a fháil faoin timpeallacht máguaird trí bhraiteoirí, cinntí a dhéanamh de réir a bhonn eolais inmheánach féin, agus ansin na actuators éagsúla a rialú chun an tasc tugtha a chomhlánú go huathoibríoch, a bhaineann leis an leibhéal uachtarach rialaithe robot. Má úsáidtear teicneolaíocht rialaithe cliste, beidh inoiriúnaitheacht chomhshaoil láidir agus cumas foghlama féin-an róbait. Tá dlúthbhaint ag modhanna rialaithe cliste le forbairt hintleachta saorga mar líonraí neural saorga, halgartaim doiléir, halgartaim ghéiniteacha, córais saineolaithe agus mar sin de. Úsáidtear cur i bhfeidhm halgartaim líonra néaraigh i robots soghluaiste mar shampla chun an meascán de rialú cliste agus robots tionsclaíocha a léiriú.
Ag glacadh leis an róbat soghluaiste a thaispeántar san fhíor mar shampla, tá an ceamara suiteáilte ar bharr an róbait mhóibíligh chun íomhá tríthoiseach an chonstaic a fháil. Tá sraith braiteoir ultrasonaic suite os comhair an robot soghluaiste (go díreach faoi bhun an cheamara) chun faisnéis a fháil idir an constaic agus an robot soghluaiste.
Déantar comhleá faisnéise braite amhairc agus ultrasonaic ag baint úsáide as modhanna líonra neural agus aschur go dtí an chéad leibhéal eile chun an cineál constaic a aithint, rud a chuireann ar chumas an robot soghluaiste constaicí a sheachaint nuair a bhíonn sé ag siúl i dtimpeallacht neamhchinnte agus a fheabhsaíonn a chumas loingseoireachta. Is iad seo a leanas na príomhchéimeanna a bhaineann le robots tionsclaíocha faisnéis chliste a úsáid le haghaidh cinnteoireacht chomhtháite chun constaicí a sheachaint:
(1) Cé go bhfuil an robot ag taisteal, déanann an córas raoin braite comhshaoil ag eatraimh ghearr chun a chinneadh an gá don robot soghluaiste moilliú a dhéanamh agus an gá dó samplaí a ghlacadh ó cheamara CCD bunaithe ar an achar faisnéise faoin gconstaic a fhaigheann an braiteoir ultrasonaic.
(2) Nuair a bhíonn fad an chonstaic ón robot soghluaiste meánach mar a bhraitheann an córas raon, laghdaítear luas an robot; nuair a bhíonn fad an chonstaic ón róbat soghluaiste gar, faightear íomhá dhéthoiseach den chonstaic atá i gceist ón gceamara CCD, agus baintear comhordanáidí a himill chlé agus ar dheis.
(3) Déantar an fhaisnéis faoin gconstaic a fhaightear ón braiteoir ultrasonaic agus ón gceamara CCD a ghrúpáil agus a réamhphróiseáil, agus a sheoladh chuig rialtóir líonra neural BP le haghaidh comhleá.
(4) Is é an rialaitheoir líonra néarach BP, atá réamhfhoghlamtha agus an t-eolas aige maidir le constaicí a sheachaint, a dhéanann an cinneadh comhfhreagrach maidir le bacainní a sheachaint de réir na faisnéise a bhailíonn na braiteoirí seachtracha il agus seachnaítear na constaicí.
Tagairtí
[1] Zhu Hongqian. Teicneolaíocht robot tionsclaíoch [M]. Béising: Preas an Tionscail Innealra, 2019. [2] Chen Wanmi. Teicneolaíocht rialaithe robot [M]. Beijing: Machinery Industry Press, 2017. [3] Guo Tongying, An Dong. Róbataic agus a rialú cliste [M]. Béising: Post an Phobail agus Preas Teileachumarsáide, 2014. [4] Zhang Xianmin. Róbataic agus a cur i bhfeidhm [M]. Beijing: Machinery Industry Press, 2017. [5] Zhang Xinxing. Bunús an fheidhmchláir thionsclaíoch robot [M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2017.