Принцип работы

В стандартной конфигурации промышленного робота обязательно присутствуют механическая часть (рука) и система управления этой механической частью (контроллер), которая в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота делится на манипуляционную систему с захватным устройством или технологическим инструментом (запястье) и систему перемещения (плечо и суставы руки).

Манипулятор включает в себя подвижные звенья двух типов:

• звенья, обеспечивающие поступательные движения
• звенья, обеспечивающие вращательные перемещения
   

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота.

Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлические или пневматические приводы.

Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека — захват осуществляется при помощи механических «пальцев». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматическими присосками. Для захвата же множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции с множеством захватных приспособлений.

Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть сварочная горелка или клещи, лазерная головка, пульверизатор и т. д.

Система управления манипулятором, как правило, включает в себя несколько уровней:

• Программное управление — управление роботом осуществляется при помощи предварительно написанной управляющей программы, аналогично станкам с ЧПУ.
• Адаптивное управление — роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые датчиками, анализируются, и в зависимости от результатов измерений принимается решение о дальнейших действиях.
• Управление, основанное на методах искусственного интеллекта – может включать в себя алгоритмы технического зрения, алгоритмы поиска и т.п.
• Управление человеком (например, дистанционное управление при помощи специального пульта).
   

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом. Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.

Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать, удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью по усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её.

В процессе работы робот также может взаимодействовать и обмениваться сигналами с другим оборудованием и средствами автоматизации: сенсорными системами, системами технического зрения, программируемыми контроллерами, транспортными системами, оборудованием для сварки и резки и др.