O gabinete de controle do robô industrial é o componente central de um sistema de robô industrial, responsável por receber comandos do operador ou do sistema de automação e controlar o movimento e o trabalho do robô. O design e a fabricação do gabinete de controle são críticos para o desempenho, estabilidade e confiabilidade do robô. Neste artigo, apresentaremos a composição do gabinete de controle de robôs industriais em detalhes, incluindo hardware e software.
I. Composição de hardware
Módulo de potência
O módulo da fonte de alimentação é a parte do fornecimento de energia do gabinete de controle, responsável pela conversão da energia CA de entrada em energia CC exigida pelo robô. O módulo de fonte de alimentação geralmente inclui retificadores, filtros, reguladores de tensão e circuitos de proteção. O retificador converte a potência CA em potência CC pulsante, o filtro elimina a ondulação na potência Pulsante de CC, o regulador de tensão garante a estabilidade da tensão de saída e o circuito de proteção protege o módulo de fonte de alimentação em caso de anormalidade.
Controlador
O controlador é o componente principal do gabinete de controle, responsável por receber comandos do operador ou do sistema de automação, calculando a trajetória e a velocidade do robô e controlar as várias juntas e atuadores do robô. O controlador geralmente inclui o controlador principal, o controlador de movimento e a interface de E/S. O controlador principal é responsável pelo processamento de comandos de alto nível e coordenar o trabalho de vários subsistemas, o controlador de movimento é responsável por realizar o controle de movimento do robô e a interface de E/S é responsável pela comunicação com dispositivos externos.
Motorista
O motorista é a parte da saída de energia do gabinete de controle, responsável por converter os comandos do controlador na força motriz das várias juntas e atuadores do robô. As unidades geralmente incluem unidades de servo, acionamentos de passo e unidades de DC. As unidades de servo são caracterizadas por alta precisão, alta velocidade de resposta e alta estabilidade e são adequadas para aplicações de robô de alta precisão e alta velocidade; As unidades de passo são caracterizadas por estrutura simples, baixo custo e controle fácil e são adequadas para aplicações de robô de baixa e baixa precisão; As unidades de CC são caracterizadas por alto torque, alta eficiência e alta confiabilidade e são adequadas para aplicações robóticas de serviço pesado e em larga escala.
Sensores
Os sensores são a parte sensor do gabinete de controle, responsável por detectar o status, posição, velocidade, torque e outras informações do robô e alimentar essas informações de volta ao controlador. Os sensores geralmente incluem codificadores, sensores de torque, sensores táteis, sensores de visão, etc. Os codificadores são usados para detectar o ângulo e a velocidade das articulações do robô, os sensores de torque são usados para detectar o torque das articulações do robô, os sensores táteis são usados para detectar o estado de contato entre o robô e o objeto, e os sensores visuais são usados para obter informações visuais.
Módulo de comunicação
O módulo de comunicação é a parte de transmissão de informações do gabinete de controle, responsável por transmitir informações de dentro do gabinete de controle para dispositivos externos ou de dispositivos externos para dentro do gabinete de controle. O módulo de comunicação geralmente inclui módulo Ethernet, módulo de comunicação serial, módulo de comunicação sem fio e assim por diante. O módulo Ethernet é usado para realizar a conexão entre o gabinete de controle e a Ethernet industrial, o módulo de comunicação serial é usado para realizar a conexão entre o gabinete de controle e os dispositivos seriais e o módulo de comunicação sem fio é usado para realizar a conexão entre o gabinete de controle e os dispositivos sem fio.
Interface da máquina humana
O HMI é a parte operacional do gabinete de controle, responsável por inserir os comandos do operador no gabinete de controle e exibir as informações de status do gabinete de controle para o operador. O HMI geralmente consiste em uma tela de toque, teclado, mouse, luzes indicadoras, exibição e assim por diante. A tela de toque e o teclado são usados para inserir os comandos do operador, o mouse é usado para realizar uma operação precisa, a luz indicadora é usada para mostrar o status de funcionamento do gabinete de controle e a tela de exibição é usada para mostrar informações detalhadas do gabinete de controle.
Módulo de segurança
O módulo de segurança é a parte protetora do gabinete de controle, responsável por proteger e alarmar o robô em caso de situações anormais ou perigosas. O módulo de segurança geralmente consiste em um botão de parada de emergência, um interruptor da porta de segurança, uma cortina de luz de segurança, etc. O botão de parada de emergência é usado para proteger o robô em caso de uma situação anormal ou perigosa. O botão de parada de emergência é usado para interromper o movimento do robô imediatamente quando ocorre uma anormalidade, o interruptor da porta de segurança é usado para detectar se a área de segurança do robô foi intrometida ou não, e a cortina de luz de segurança é usada para detectar se existe alguma pessoa ou objeto na área de trabalho do robô.
Ii. Composição de software
Sistema operacional
O sistema operacional é a base do software de gabinete de controle, responsável por gerenciar os recursos de hardware do gabinete de controle e fornecer um ambiente para operação de software. Os sistemas operacionais comuns incluem sistema operacional em tempo real (RTOs), sistemas operacionais incorporados (como Linux, VxWorks, etc.) e sistemas operacionais de uso geral (como Windows, MacOS etc.).
Linguagens de programação de robôs
Uma linguagem de programação de robôs é uma linguagem de programação usada para escrever programas de controle de robôs fáceis de entender e escrever, fáceis de depurar e manter. As linguagens de programação de robô comuns incluem C/C ++, Python, Java, etc.
Biblioteca de Cinemática e Dinâmica de Robô
As bibliotecas de cinemática e dinâmica do robô são bibliotecas de software usadas para calcular a trajetória e a velocidade de um robô, que incluem cinemática direta, cinemática inversa, modelagem de dinâmica e assim por diante. Essas bibliotecas podem simplificar a redação dos programas de controle de robôs e melhorar a confiabilidade e a estabilidade dos programas.
Algoritmos de controle de robôs
Os algoritmos de controle de robôs são algoritmos usados para realizar o controle de movimento do robô, que incluem controle de PID, controle adaptativo, controle difuso e assim por diante. Esses algoritmos podem ajustar automaticamente os parâmetros de controle de acordo com o estado de movimento real e o ambiente de trabalho do robô para realizar um controle preciso e estável.
Protocolo de comunicação de robôs
Os protocolos de comunicação de robôs são protocolos usados para realizar a comunicação entre o gabinete de controle e os dispositivos externos, que incluem Modbus, Profibus, Ethercat e assim por diante. Esses protocolos podem garantir a confiabilidade e a comunicação em tempo real e melhorar a compatibilidade e a expansão do sistema de robôs.