Hoeveel weet u over de hersenstructuur van industriële robots?

Industriële robots zijn niet alleen de ‘arbeidskrachten’ van productielijnen, maar ook het ‘intelligente brein’ dat geavanceerde besturingstechnologie draagt. Het besturingssysteem van het ‘brein’ van industriële robots bepaalt als kerncomponent het intelligentieniveau en de toepassingsmogelijkheden van robots. Daarom is het begrijpen van de samenstelling en functies van dit controlesysteem cruciaal om te onderzoeken hoe het zich stevig kan vestigen in het Industrie 4.0-tijdperk.
De basisfunctie van het robotbesturingssysteem
Het besturingssysteem van industriële robots is voornamelijk verantwoordelijk voor het aanpassen van de beweging van de actuator op basis van het taakinstructieprogramma en feedbacksignalen verkregen van sensoren, zodat de robot de gespecificeerde taken kan voltooien. Een besturingssysteem zonder feedback wordt een open-regelsysteem genoemd, terwijl een gesloten-regelsysteem met feedbackfunctie een gesloten-regelsysteem wordt genoemd. Volgens verschillende toepassingsvereisten zijn besturingssystemen onderverdeeld in programmabesturingssystemen, adaptieve besturingssystemen en besturingssystemen voor kunstmatige intelligentie. De rol van deze besturingssystemen is niet alleen het plannen en controleren van het bewegingstraject van robots, maar ook het optimaliseren van de productie-efficiëntie, het verbeteren van de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, en het voldoen aan de vraag naar efficiënte en intelligente productie in het Industrie 4.0-tijdperk.
De ‘hersenstructuur’ van industriële robotbesturingssystemen is vergelijkbaar met het complexe netwerk van het menselijk brein en omvat meerdere belangrijke componenten, die elk een belangrijke rol spelen bij het bereiken van nauwkeurige besturing en intelligente respons van robots. Dit zijn de belangrijkste componenten:
1. Robotsysteemhost: Dit is de centrale verwerkingseenheid van het besturingssysteem, vergelijkbaar met het ‘brein’ van een robot, die verantwoordelijk is voor de algehele planning en commandocontrole.
2. Leerhanger: De leerhanger dient als brug voor de interactie tussen de robot en de operator door het werktraject en de parameterinstellingen van de robot direct te begeleiden. Het heeft onafhankelijke opslageenheden en ondersteunt on-lesactiviteiten op locatie of offline.
3. Bedieningspaneel: inclusief basiscomponenten zoals knoppen, drukknoppen en indicatielampjes, verantwoordelijk voor de start-stop en functionele basisbedieningen van de robot.
4. Signaalinterface (IO-module): Een interactieve interface met externe apparaten of werkstations, waardoor robots informatie kunnen uitwisselen met andere apparaten in de productieomgeving.
5. Analoge uitgangsinterface: gebruikt voor het invoeren en uitvoeren van verschillende statussen en besturingsopdrachten van de robot, waardoor systeemcoördinatie en nauwkeurige werking worden gegarandeerd.
6. Servomodule (servodriver): levert aandrijfkracht voor de servomotor, regelt het verzenden van opdrachten en het ontvangen van posities van de motor en zorgt voor de nauwkeurige beweging van de robot.
7. Netwerkinterface: zoals CAN-poort en Ethernet-interface, ondersteunt de communicatie tussen robots en pc's of andere apparaten, waardoor koppeling van meerdere machines en gegevensuitwisseling wordt bereikt.
8. Communicatie-interface: Via technologieën zoals seriële interfaces wordt informatie-uitwisseling met externe apparaten bereikt om de interconnectiviteit van de productielijn te behouden.
Functionele kenmerken van het besturingssysteem
De krachtige functies van industriële robotbesturingssystemen zorgen ervoor dat ze een onvervangbare rol spelen in het Industrie 4.0-tijdperk.
1. Geheugenfunctie: het besturingssysteem kan machineparameters en bedrijfsparameters opslaan en onthouden, zoals bewegingstraject, snelheid en informatie over het productieproces. Het zorgt voor efficiënt schakelen en productieconsistentie van robots tussen verschillende productietaken.
2. Lesfunctie: De robot ondersteunt on-site en offline lesgeven, en operators kunnen de acties van de robot flexibel aanpassen aan de productiebehoeften, waardoor de flexibiliteit en het aanpassingsvermogen van toepassingsscenario's aanzienlijk worden verbeterd.
3. Online functie: De robot ondersteunt netwerkinteractie met andere apparaten via IO-interfaces, netwerkinterfaces en andere middelen, waardoor een complete productieketen wordt gevormd en het automatiseringsniveau wordt verbeterd.
4. Meerassige servobesturingsfunctie: ondersteunt meerassige koppeling of enkelassige besturing, waardoor een nauwkeurige snelheids- en acceleratie-aanpassing wordt bereikt, waardoor de nauwkeurigheid en stabiliteit van robotacties wordt gegarandeerd.
5. Veiligheidsbeschermingsfunctie: Het systeem heeft een ingebouwde-functie voor het definiëren van veiligheidszones om de veiligheid van de robot tijdens het productieproces te garanderen. Tegelijkertijd kan de bewegingsgebiedbeschermingsfunctie vrijelijk worden toegevoegd om onbedoelde botsingen of storingen te voorkomen.
6. Coördinatensysteemfunctie: De robot ondersteunt verschillende soorten coördinatensystemen, zoals gezamenlijke coördinatensystemen, gereedschapscoördinatensystemen, enz. Gebruikers kunnen zelfs coördinatensystemen aanpassen om aan verschillende werkomgevingen en taakvereisten te voldoen.
7. Foutdiagnosefunctie: realtime monitoring van de bedrijfsstatus van de robot, het systeem kan zelfdiagnose uitvoeren en waarschuwingen geven wanneer er fouten optreden, en tijdig afsluiten van de productielijn voorkomen.
In dit proces voeren industriële robots niet langer alleen eenvoudige repetitieve taken uit, maar zijn ze zeer intelligente, flexibele en autonome besluitvormings-fabrieksbreinen geworden. Met de voortdurende vernieuwing en diversificatie van productietaken zal de voortdurende verbetering en optimalisatie van robotbesturingssystemen ervoor zorgen dat ze beter aanpasbaar zijn aan snel veranderende productiebehoeften, en de industriële productie naar een nieuw tijdperk van intelligentie en efficiëntie bevorderen.