Рейнгард Геттнер - Роботы сегодня и завтра

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 — обучающее программирование. Пример тому — программирование робота-краскопульта.

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 — машинное программирование, при котором содержание рабочей программы переводится программистом в приемлемую для машины форму. Электронно-вычислительной машиной осуществляется обработка первоначальной программы и составляется рабочая программа, рассчитанная на соответствующего робота. За счет использования программ можно подразделять объемные приказы на отдельные детализированные указания и дополнять специфические данные робота, инструмента и обрабатываемой детали указаниями относительно очередности.

Весьма перспективно текстуальное программирование: программа либо излагается проблемно ориентированным программным языком с последующим шифрованием, либо вводится в память обычным языком, без шифрования. Такое программирование используется и при решении комплексных задач по обработке типа монтажа функциональных блоков.

Для выполнения задач, возникающих в процессе производства с малыми и средними сериями, где требуется частая замена манипуляционной программы, применяют роботы с программируемой системой управления.

Программируемая система управления предполагает возможность изменять ход выполнения программы, для чего необходима фиксация в памяти последовательности рабочей (манипуляционной) программы. Чем лучше система управления промышленного робота может быть приспособлена для выполнения необходимых манипуляций, самого технологического процесса и для подчинения вышестоящей системы управления и чем меньше времени требуется для перехода от одной рабочей задачи к другой и, соответственно, для изменения связанной с этим программы, тем более гибкой считается управление и тем мобильнее может быть использован робот. При электронном вводе программы в блок памяти расход времени весьма незначителен по сравнению с механическим вводом.

Гибкие системы управления промышленных роботов должны соответствовать многочисленным параметрам, обрабатывать большие объемы информации и отвечать следующим требованиям:

замеры манипуляционных путей и условия их исполнения, в том числе поисковые действия и обработка образца по трем измерениям;

высокая четкость в выполнении манипуляционных движений, прежде всего обеспечение пуска и торможения по возможности без толчков (задается соответствующий режим для регулирования контура скорости);