Поза или весь путь
Позиционное управление задаёт требуемые конечные положения: например, взять деталь и перенести её к приспособлению. Контурное управление предъявляет требования к движению инструмента между точками: форме пути, ориентации, скорости и плавности. Различие определяется технологической задачей. Для переноса важны достижение позы и отсутствие столкновений, а для нанесения герметика дополнительно важны геометрия валика и согласование подачи материала с движением.
Обозначения команд зависят от производителя. В документации Universal Robots MoveJ рассчитывает движение в координатах суставов; TCP при этом может идти по кривой. MoveL перемещает TCP линейно, а MoveP предназначен для движения с заданной постоянной скоростью и сопряжениями. Наличие линейной команды не означает, что все оси движутся равномерно: контроллер согласует их сложное движение ради заданного пути инструмента.
Что задавать в программе
| Задача | Главное требование | Проверка |
|---|---|---|
| Перенос | Конечная поза и свободный путь | Коллизии всех звеньев |
| Ввод в отверстие | Направление подвода | Ориентация, зазор, контакт |
| Дозирование | Скорость вдоль контура | Подача и начало процесса |
| Точная остановка | Достижение и выдержка | Установление, подтверждение |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Рабочие точки определяют относительно базы, детали и инструмента. Ошибка TCP меняет действительный путь рабочей кромки, даже если фланец движется правильно. Для длинного инструмента небольшая ошибка ориентации вызывает заметное смещение конца. Поэтому сначала проверяют координатные системы и калибровку, затем исправляют точки. Простое добавление промежуточных точек не устраняет неверную модель инструмента.
Условный пример времени
Пусть прямой участок имеет длину 0,4 м, требуемую скорость 0,2 м/с и симметричное ускорение 1 м/с². Робот начинает и заканчивает участок с нулевой скоростью, ограничений суставов нет. Разгон занимает 0,2 с и путь 0,02 м; торможение такое же. Участок постоянной скорости составляет 0,36 м и занимает 1,8 с. Общее время движения равно 2,2 с. Если после остановки требуется технологическая выдержка 0,3 с, операция занимает 2,5 с. Деление всей длины на скорость дало бы 2 с и пропустило разгон и торможение.
Если участок слишком короткий для достижения заданной скорости, профиль становится треугольным. В реальном контроллере добавляются ограничения рывка, скорости и ускорения суставов, нагрузки и близости сингулярностей. Поэтому расчёт служит проверкой порядка величины, а окончательное время получают из моделирования и измерений выбранного робота. Выдержку учитывают отдельно от движения и от ожидания внешнего сигнала.
Сопряжение и качество контура
Скругление между участками уменьшает остановки, но меняет путь около заданной точки. Для обхода свободного пространства это может быть приемлемо; для прохода через точную технологическую точку — нет. Радиус сопряжения выбирают по допустимому отклонению процесса, а не только по выигрышу времени. В узком месте дополнительно проверяют фактическую огибающую инструмента, детали и звеньев, поскольку контроль только TCP не обнаруживает все столкновения.
- Разделить транспортные участки и участки, где выполняется технологическая операция.
- Назначить требуемую ориентацию и допустимые отклонения по каждому участку.
- Проверить старт, окончание, сопряжения и поведение при потере подтверждающего сигнала.
- Измерить реальный контур на рабочей скорости с рабочей нагрузкой.
Повторяемость конечной позы не равна точности траектории. Приёмка должна проверять именно результат процесса: положение детали после установки, форму шва или толщину нанесённого материала. Испытание только медленного движения в наладке не подтверждает качество при производственной динамике. Изменение скорости, нагрузки или инструмента требует повторной проверки значимых участков.
Первичные источники
- Universal Robots: типы движения — Суставное, линейное и технологическое движение
- ISO 9283:1998 — Критерии оценки характеристик