ABB机器人的自动控制系统是如何组成的你好奇吗?
自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。机器人技术作为20世纪人类伟大的发明之一,自20世纪60年代初问世以来,经历40多年的发展已取得长足的进步。随着近年来制造业的不断发展,工业机器人已成为智能制造和工业自动化的关键技术和重要产品,也是数控机床走向自动化更高阶段的重要一环。
随着电子控制技术的不断发展,PLC正向高速度、容量大等物联网及智能通信方向发展,通过物联网,能实现PLC、变频器、远程I/O等与上位机算机进行连接,来构造出一种多级式分布系统。
举个例子:
三菱工业电机中的CC-
ABB机器人不是孤立工作的,一个机器人工作站,往往需要外围设备的配合,比如工装夹具、传送带、焊接变位机、移动导轨等等,这些角色相互之间要怎么配合,就需要互相协调。比如AGV小车、自动化立体仓库、喷涂设备、装配设备等等。
工业机器人的自动控制系统
1、底层控制器
底层控制器作为控制系统的核心,其选择的合适与否对整个系统来说十分重要,其性能直接影响了控制系统的可靠性、数据处理速度、数据采集的实时性等。移动机器人运行环境较恶劣,干扰源众多,对运动控制器的实时性和可靠性要求较高,所以选择一种稳定可靠地运动控制器至关重要,既要满足系统要求,又要具有良好的可扩展性和兼容性。
为实现机器人对外部设备的有效控制,底层控制器提供了相应的设备底层控制函数,这些控制函数可以直接访问ABB机器人的硬件寄存器来控制机器人的运行,而这些控制函数可以使得设备驱动程序不再依赖于具体硬件,所以,通过调用控制函数接口就可以实现对机器人的有效控制。
2、电气系统
在对轮式全向移动机器人控制系统硬件进行选型以后,根据移动机器人的硬件组成进行电气系统设计。移动机器人的电气系统主要包括三个部分:主电路、伺服驱动系统电路和PLC控制系统电路。
移动机器人控制系统主电路通过PLC和继电器实现控制。即由继电器由线圈和辅助触点两部分组成。当线圈通电的时候,其对应的常开触点闭合,常闭触点断开。
3、I/O配置段
I/O配置段包括I/O刷新周期(典型为4ms)和I/O数据映像区大小信息,通过软PLC编程系统的工程配置模块进行可视化配置,以适应不同机器人应用程序对I/O设备的不同需求。其主要是ABB机器人将其他信号作为末端执行器I/O使用,末端执行器I/O链接到机器人手臂末端的连接器上,保证其功能。
4、PLC程序
在底层控制器中,使用编程软件STEP 7 PROFESSIONAL V12的PTO运动控制指令,使用位置控制方式,控制4个转向伺服电机,从而控制4个车轮的转向角;另外,使用扩展模拟量输出模块输出电压值,控制4个轮毅电机,驱动机器人运动。排除硬件的因素外,程序的好坏直接决定着运动性能的高。因此程序的编写是整个设计中*为重要的环节之一。
ABB机器人控制器可以理解为完成机器人控制功能的结构实现,因此机器人控制器是机器人*为核心的“心脏”,它从一定程度上影响着机器人的发展,高性能的工业机器人不单要实现PTP控制,而且还要实现CP控制。虽然说,采用基于PC的运动控制器和基于DSP运动控制器能够实现机器人的运动控制,但是却无法满足高性能工业机器人的各项要求指标,而电路设计以及编程相当复杂,因此,PLC的控制接线完善和技术创新是一大难题。
PLC控制接线简单,只要通过运动控制指令就能实现对机器人的运动控制,因此,PLC想要在机器人多轴运动协调控制、网络通讯方面取得优势,还是需要一定的时间。因为高性能工业机器人主要是各关节的驱动运动,不单单是实现PTP、CP的控制,还要达到在多轴协调控制、速度、加速度、运动精度等方面的要求。
目前,在PLC中,日本立石公司的PLC和ABB机器人的PLC在微小型控制方面功能强大;等西门子公司的PLC虽然具备运动控制的功能,但远远不及MITSUBISHI PLC,因为MITSUBISHI PLC结合物联网及高科技术,使之具有完整的运动控制功能,通过高速度的背板,处理器与伺服接口模块可以进行通讯,从而实现高度的集成操作及位置环和速度环的闭环控制。达到从简单的点到点的运动到复杂的齿轮传动,来满足高性能工业机器人的要求。