соответствующие данные в качестве исходных величин. Одновременно осуществляется определение путевых и угловых позиций и посылаются соответствующие сигналы. Получаемая таким образом информация сравнивается с исходными позициями и затем подвергается анализу и дальнейшей обработке в системе управления, на основании чего выводятся новые команды управления роботом.
Программы управления для промышленных роботов получают также данные координат для определения точек в рабочем пространстве робота. Эти данные используются для управления осями.
В соответствии с заданной по программе последовательностью запрашиваются данные координат (номинальные величины позиции) по сигналам датчика времени или по точкам прерывания процесса. Таким образом, шаг за шагом прочитывается содержание блока памяти. Программа учитывает также необходимые технологические данные: рабочую скорость, давление и т. п.
Степень согласованности между заданной номинальной позицией движения и полученной позицией обозначается как точность позиционирования. Она имеет очень важное значение, например, при выполнении прецизионных работ, монтажных работ с мельчайшими деталями и т. п. Точность позиционирования зависит, наряду с безупречным функционированием монтажных узлов, и от надежности системы управления, которая зачастую играет решающую роль в том, сможет ли соответствующий тип робота выполнять те или иные манипуляции.
Не менее важную роль играет и точность повторов, т. е. степень согласованности в достижении определенных позиций, вызываемых одинаковыми командами управления в различные промежутки времени.
В зависимости от решаемых задач в промышленных роботах находят применение запоминающие устройства, которые различаются по виду, емкости, а также тем, может ли содержание запоминающего устройства быть стерто или нет. Сейчас на первый план выходят цифровые запоминающие устройства.
В зависимости от вида выполняемых задач промышленный робот оснащается точечной системой управления или системой управления с направляющими.
Точечные системы управления позволяют осуществлять в рабочем пространстве движение по любым направлениям. Следовательно, вдоль технологических линий не существует каких-либо определенных функциональных зависимостей по отношению к направлению движения отдельных осей. Подобные типы управлений можно встретить, например, при загрузке машины, во время монтажа и при других подобных рабочих операциях.
При системе управления по направляющим движение осуществляется вдоль заданной линии, состоящей из плотно расположенных точек, отклонения от которой недопустимы. Примерами могут служить покраска распылением, эмалирование, нанесение слоев. В будущем число промышленных роботов с управлением по направляющим и их относительная доля в общем числе роботов возрастут.
В отличие от программирования обрабатывающих процессов на станках с ЧПУ, для которого необходима в основном лишь информация о проходимом пути и порядке включений, программирование промышленных роботов осуществляется по значительно более широкой системе. При этом под программой понимается упорядоченное количество приказов для отработки определенного алгоритма. При помощи программ управления для промышленных роботов должны задаваться геометрия движений, последовательность исполнения, меры по осуществлению контроля, способы коммуникаций и т. п., составляющие отдельные шаги программы. Так, основываясь на данных рабочей документации по осуществлению технологического процесса, в систему управления промышленным роботом в закодированной форме подаются указания по отдельным операциям. Возможна также реализация заданной через блоки ввода информации путем компоновки отдельных программ, причем система управления должна интерпретировать накопленную информацию непосредственным или косвенным способом, после чего приводится в движение соответствующая ось.
Способ программирования, основополагающий принцип программы, а также место, где осуществляется программирование, зависят от вида выбранной системы управления. При внешнем программировании рабочая программа составляется в бюро по программированию и затем вводится в систему управления, при внутреннем — создается непосредственно «на месте», когда промышленный робот начинает работать и в его памяти накапливаются знания о последовательности выполнения тех или иных движений и операций, т. е. отдельных, специально для этих целей полученных значений позиционирования. Один из видов внутреннего программирования — повторное прохождение траектории на ручном управлении (прямое обучение программе).
Рабочая программа содержит комплекс указаний по исполнению цепочки операций, предусматривающих не только четкое исполнение каждого отдельного шага, но и условия, при которых либо операция должна быть прекращена, либо должны быть внесены определенные изменения. В такие рабочие программы заложены указания по исполнению операций цикла движений для информационной и управленческой связи с периферийными узлами и узлами основного технологического оборудования, а также информация, необходимая для выполнения операций по осуществлению технологического, организационного и обеспечивающего техническую безопасность рабочего процесса.
Для программирования промышленных роботов применяют программные языки, представляющие собой определенное число последовательно расположенных знаков для фиксации данных обрабатывающих процессов. Существуют элементарные языки программирования и языки с проблемной ориентацией, требующие высококвалифицированного обслуживающего персонала. В настоящее время разрабатываются робототехнические языки более высокого порядка, когда обилие данных о деталях, технологическом процессе, роботе и о периферийных устройствах образует основу по управлению операциями.
К традиционным видам программирования относится ручное программирование. При этом траектория движения робота закладывается в память машины со специального пульта (компьютера) набором ее отдельных точек. Для этой цели управляющая ЭВМ робота связывается через цифровой канал центрального процессора с клавиатурой компьютера, имеющей клавиши ввода, несколько функциональных клавиш и клавиши осевого манипулирования, а также аварийный выключатель. Как правило, эти устройства предназначены лишь для программирования видов эксплуатации (например, для ввода числовых величин в накопитель данных системы управления) и для ручных операций (передача данных о скоростях, функциях коммутации и т. п.).
Возможно и прямое «обучение» промышленного робота человеком —
Вначале на основе опыта лучших рабочих определяют наиболее рациональные движения при покраске той или иной детали. Затем, в соответствии с полученными расчетами, рабочий манипулирует «рукой» робота с краскопультом, и все манипуляционные движения фиксируются в блоке памяти в качестве программы. «Обученный» таким образом робот может работать самостоятельно. Для этого данные постоянно запрашиваются из блока памяти и передаются на регулировочные контуры осей. Важную роль здесь играет соблюдение точности при процессе передачи, т. е. согласованность между позицией, установленной вручную, и позицией, воспроизводимой машинным путем. При непосредственном обучающем программировании операций в ходе выполнения программы могут осуществляться по замедленной или ускоренной шкале времени.
Этот вид программирования применяется и в других технологических процессах: нанесении защитных слоев, дуговой сварке и т. п.
Существует и непрямое обучающее программирование, при котором выбранные элементы манипуляционных движений вводятся ручным способом, а соответствующие координатные данные подаются в блок памяти. Другие части программы, например ввод данных о времени или скорости, приказы на осуществление операций и программы, поступают в блок памяти с поля управления или же с соединенного с системой управления переносного блока обслуживания и программирования. Подобная смешанная форма программирования применяется в процессе дуговой сварки, при осуществлении сложных программ для обслуживания машин, при очистке литьевых заготовок и т. п.
Третий вид —
