1. Назначение и классификация систем управления

Основное назначение системы управления ПР заключается в формировании определенной последовательности его действия и обеспечение автоматической работы всех механизмов в соответствии с заданной программой. Система управления обеспечивает связь робота с технологическим оборудованием, которое он обслуживает. Заданная программа определяет порядок различных движений робота и реализуется с помощью различных средств электро-, пневмо- или гидроавтоматики в зависимости от применяемого типа привода.

Системы управления могут быть классифицированы по характеру обработки программ, по характеру программирования, по способу представления информации, по способу управления и т. д.

По характеру обработки программы системы управления разделяются на жесткопрограммируемые, адаптивные и гибкопрограммируемые.

В жесткопрограммируемых системах управления программа содержит полный набор информации и не корректируется при изменении параметров внешней среды.

В адаптивных системах управления программа не содержит полной информации о параметрах внешней среды. В процессе работы адаптивная система воспринимает недостающую информацию с помощью внешних устройств. Такая система допускает изменение технологического процесса и упрощает программирование.

В гибкопрограммируемых системах управления используется программа, сформированная на основе поставленной цели и информации об объектах и явлениях внешней среды.

По характеру программирования системы управления подразделяются на позиционные, контурные и комбинированные. У позиционных систем управления задаются начальное и конечное положения рабочих органов промышленных роботов. В зависимости от числа точек позиционирования различают малоточечные (число точек позиционирования не превышает десяти) и многоточечные (число программируемых позиций может достигать нескольких сотен) позиционные системы. При контурном управлении положение рабочего органа робота определяется в каждый момент времени. Комбинированные системы управления могут обеспечивать как позиционное, так и контурное управление.

По способу представления информации различают электромеханические, цикловые, числовые, аналоговые и гибридные системы управления. В электромеханических системах геометрическая информация представлена в виде физического аналога (положения на управляющих, упоров и т. п.). В таких системах могут быть использованы обычные схемы релейной автоматики, обеспечивающие определенную последовательность выполнения шагов программы. Однако электромеханические системы характеризуются наименьшими функциональными возможностями.

В системах циклового программного управления программа задается в виде чисел, а геометрическую информацию выдают соответствующие путевые и конечные выключатели. Перестройка программы осуществляется либо с помощью штекерной панели, либо с помощью считывающего устройства с перфоленты. Системы циклового программного управления используются только в роботах с малым числом позиций.

В аналоговых системах управления программа задается и хранится в виде напряжения. В качестве элементной базы в них используются операционные усилители постоянного тока. Аналоговые системы по своим функциям практически не отличаются от цикловых.

В системах числового программного управления программа представляется в числовом виде и хранится на быстросменных носителях (магнитных барабанах, дисках и лентах). Для преобразования аналоговых входных сигналов системы числового программного управления оснащаются аналого-цифровыми преобразователями. Эти системы обеспечивают максимальные функциональные возможности роботов. Они контролируют результаты выполнения действий манипулятора и параметров внешней среды. При использовании нескольких ПР с числовым программным управлением они объединяются в одну систему, подключаемую к внешней ЭВМ.

В гибридных системах управления используются различные сочетания рассмотренных систем управления.

По способу управления системы делят на замкнутые и разомкнутые. В замкнутых системах управляющее устройство получает информацию о фактическом состоянии ПР и окружающей среды. Это позволяет формировать управляющие сигналы с учетом полученной информации. В разомкнутых системах входная информация отсутствует, что усложняет процесс управления и требует тщательного соблюдения технологического процесса. Изменение эксплуатационных характеристик ПР в таких системах приводит к снижению точности позиционирования, т. е. к снижению надежности работы.