P1080237

5. Sterowanie robotów przemysłowych

Rysunek aSŁ';.-    ____l..    _

Regulacja położenia w zadaniu przestawiania; / - z przeregulowaniem, 2 - bez przereeu-lowania, Ax. - skok zadanej wartości położenia, x{t) - zmiany położenia, t_ru t_r2 - czasy regulacji, e, - odchyłka statyczna regulacji położenia

Ze względu na współpracę maszyny z innymi urządzeniami technologicznymi przestawienia te powinny być realizowane aperiodycznie bez przeregulo-wania (przebieg 2 na rys. 5.1). Dla zespołów ruchu maszyn manipulacyjnych zamiast czasu regulacji t_r określa się zwykle dopuszczalną największą prędkość ruchu Un« = ima* • Jedynie przy zadawaniu skoordynowanych przemieszczeń kilku zespołów jednostki kinematycznej ustala się czas regulacji, tzw. czas przejścia, który już jednak podczas programowania jest przeliczany na wartości prędkości poszczególnych zespołów, zapewniających np. prostoliniowość toru.

Nadążanie jest charakterystyczne dla zespołów ruchu jednostek kinematycznych maszyn o sterowaniu ciągłym. Występuje także w tych zadaniach, w których jest konieczna do uzyskania korelacja (synchronizacja) poszczególnych ruchów składowych w celu realizacji przemieszczenia po określonej linii ciągłej (na ogół prostej) między parami kolejnych punktów toru. W odróżnieniu od przestawiania nadążanie cechuje się ciągłymi zmianami zadanej pozycji. Jego parametrami są: dopuszczalna wartość odchyłki dynamicznej £j oraz dopuszczalna prędkość zmian wartości zadanej. Oznacza to, że dla dowolnych dopuszczalnych zmian wartości zadanych różnica e(t) między położeniem istniejącym x,{t) a zadanym xjt) (rys. 5.2) nie może co do wartości bezwzględnej przekraczać wartości ą.

Rysunek 5.2    _ _ “,*/

Regulacja położenia w przypadku nadążania; x//) - położenie zadane. Xi(t) - położenie istniejące, e(t) - odchyłka regulacji

Ponieważ robot wykonuje ruchy w kilku osiach połączonych ze sobą, uzyskanie zadanej drogi w przestrzeni wymaga, aby robot przemieszczał swoje ramiona przez różne położenia przegubów. Dla robota o sześciu stopniach swobody każdy punkt toru jest opisany za pomocą sześciu wartości współrzędnych. Każda wartość odpowiada położeniu jednego przegubu. Jeżeli punkt w przestrzeni w programie robota jest położeniem efektom, to istnieje zwykle więcej niż jeden układ ramion robota umożliwiający osiągnięcie tego punktu. Przykładem są dwa różne położenia robota umożliwiające osiągnięcie tego samego zadanego punktu (rys. 3.9).

Biorąc to pod uwagę, należy stwierdzić, że specyfikacja punktu w przestrzeni nie definiuje jednoznacznie współrzędnych przegubów robota. Odwrotnie jednak, specyfikacja współrzędnych przegubów robota określa tylko jeden punkt w przestrzeni, który odpowiada temu zespołowi wartości współrzędnych.

Z tego względu sterowanie robota (koordynację ruchów napędów) można określić jako sekwencję współrzędnych (położeń) przegubów, której efektem jest droga w przestrzeni.

Zatrzymajmy się nad problemem określenia sekwencji punktów w przestrzeni. Dfo uproszczenia weźmy pod uwagę robota w układzie kartezjańskim, sterowanego w dwóch osiach i o dwóch punktach możliwych do zaprogramowania na każdej osi. Na rysunku 5.3 pokazano możliwe do osiągnięcia punkty w prostokątnej przestrzeni roboczej robota.

Rysunek 5.3_____

Przestrzeń robocza robota kartezjańskiego o dwóch osiach i dwóch zaprogramowanych punktach na każdej z osi (oznaczenia «+g omówiono w tekście)

Pojawia się pytanie: jak zaprogramować wybraną drogę między punktami d i fi? Są tu różne możliwości:

1.    W danym czasie ruch będzie się odbywać tylko w jednej osi i efektor będzie przemieszczał się po bokach a', b' prostokąta przez punkt .r*

2.    W danym czasie ruch będzie się odbywać tylko w jednej osi i efektor kędzićprzemieszczał się po bokach b’\ a" prostokąta przez punktys.

121