Bạn biết bao nhiêu về cấu trúc não của robot công nghiệp?

Robot công nghiệp không chỉ là “lực lượng lao động” của dây chuyền sản xuất mà còn là “bộ não thông minh” mang công nghệ điều khiển tiên tiến. Hệ thống điều khiển "bộ não" của robot công nghiệp, với vai trò là thành phần cốt lõi, quyết định mức độ thông minh và phạm vi ứng dụng của robot. Do đó, hiểu được thành phần và chức năng của hệ thống điều khiển này là rất quan trọng để khám phá cách nó có thể tự thiết lập vững chắc trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0.
Chức năng cơ bản của hệ thống điều khiển robot
Hệ thống điều khiển của robot công nghiệp có nhiệm vụ chủ yếu là điều chỉnh chuyển động của bộ truyền động dựa trên chương trình hướng dẫn công việc và tín hiệu phản hồi thu được từ các cảm biến để robot có thể hoàn thành các nhiệm vụ được chỉ định. Hệ thống điều khiển không có phản hồi được gọi là hệ thống điều khiển vòng-mở, trong khi hệ thống điều khiển vòng-đóng có chức năng phản hồi được gọi là hệ thống điều khiển vòng-đóng. Theo các yêu cầu ứng dụng khác nhau, hệ thống điều khiển được chia thành hệ thống điều khiển chương trình, hệ thống điều khiển thích ứng và hệ thống điều khiển trí tuệ nhân tạo. Vai trò của các hệ thống điều khiển này không chỉ là lên lịch và kiểm soát quỹ đạo chuyển động của robot mà còn tối ưu hóa hiệu quả sản xuất, cải thiện độ chính xác và độ tin cậy, đồng thời đáp ứng nhu cầu sản xuất thông minh và hiệu quả trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0.
Cấu trúc "bộ não" của hệ thống điều khiển robot công nghiệp tương tự như mạng lưới phức tạp của bộ não con người, bao gồm nhiều thành phần quan trọng, mỗi thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được khả năng điều khiển chính xác và phản ứng thông minh của robot. Sau đây là các thành phần chính của nó:
1. Máy chủ hệ thống Robot: Đây là bộ phận xử lý trung tâm của hệ thống điều khiển, tương tự như “bộ não” của robot, chịu trách nhiệm lập lịch trình và điều khiển lệnh tổng thể.
2. Bộ điều khiển giảng dạy: Bộ điều khiển giảng dạy đóng vai trò là cầu nối cho sự tương tác giữa robot và người vận hành bằng cách trực tiếp hướng dẫn quỹ đạo làm việc và cài đặt thông số của robot. Nó có các đơn vị lưu trữ độc lập và hỗ trợ-các hoạt động giảng dạy tại chỗ hoặc ngoại tuyến.
3. Bảng điều khiển: bao gồm các bộ phận cơ bản như nút bấm, nút ấn, đèn báo, chịu trách nhiệm về việc dừng khởi động và các hoạt động chức năng cơ bản của robot.
4. Giao diện tín hiệu (mô-đun IO): Giao diện tương tác với các thiết bị bên ngoài hoặc máy trạm, giúp robot có thể trao đổi thông tin với các thiết bị khác trong môi trường sản xuất.
5. Giao diện đầu ra analog: dùng để nhập và xuất các trạng thái và lệnh điều khiển khác nhau của robot, đảm bảo sự phối hợp hệ thống và vận hành chính xác.
6. Mô-đun servo (trình điều khiển servo): cung cấp năng lượng dẫn động cho động cơ servo, điều khiển việc gửi lệnh và nhận vị trí của động cơ, đảm bảo chuyển động chính xác của robot.
7. Giao diện mạng: chẳng hạn như cổng CAN và giao diện Ethernet, hỗ trợ giao tiếp giữa robot và PC hoặc các thiết bị khác, đạt được liên kết và trao đổi dữ liệu đa máy.
8. Giao diện truyền thông: Thông qua các công nghệ như giao diện nối tiếp, việc trao đổi thông tin với các thiết bị bên ngoài đạt được để duy trì khả năng kết nối của dây chuyền sản xuất.
Đặc điểm chức năng của hệ thống điều khiển
Các chức năng mạnh mẽ của hệ thống điều khiển robot công nghiệp khiến chúng đóng vai trò không thể thay thế trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0.
1. Chức năng bộ nhớ: Hệ thống điều khiển có thể lưu trữ và ghi nhớ các thông số máy và thông số vận hành, chẳng hạn như quỹ đạo chuyển động, tốc độ và thông tin quy trình sản xuất. Nó đảm bảo tính nhất quán trong quá trình chuyển đổi và sản xuất hiệu quả của robot giữa các nhiệm vụ sản xuất khác nhau.
2. Chức năng giảng dạy: Robot hỗ trợ-dạy tại chỗ và ngoại tuyến, đồng thời người vận hành có thể điều chỉnh linh hoạt các hành động của robot theo nhu cầu sản xuất, cải thiện đáng kể tính linh hoạt và khả năng thích ứng của các tình huống ứng dụng.
3. Chức năng trực tuyến: Robot hỗ trợ tương tác mạng với các thiết bị khác thông qua giao diện IO, giao diện mạng và các phương tiện khác, hình thành chuỗi sản xuất hoàn chỉnh và nâng cao mức độ tự động hóa.
4. Chức năng điều khiển servo đa trục: Hỗ trợ liên kết nhiều trục hoặc điều khiển trục đơn, đạt được tốc độ và điều chỉnh gia tốc chính xác, đảm bảo tính chính xác và ổn định của các hành động của robot.
5. Chức năng bảo vệ an toàn: Hệ thống có-chức năng xác định vùng an toàn tích hợp để đảm bảo an toàn cho robot trong quá trình sản xuất. Đồng thời, chức năng bảo vệ khu vực chuyển động có thể được bổ sung miễn phí để ngăn ngừa va chạm hoặc trục trặc do vô tình.
6. Chức năng hệ tọa độ: Robot hỗ trợ các loại hệ tọa độ khác nhau, chẳng hạn như hệ tọa độ chung, hệ tọa độ công cụ, v.v. Người dùng thậm chí có thể tùy chỉnh hệ tọa độ để đáp ứng các yêu cầu nhiệm vụ và môi trường làm việc khác nhau.
7. Chức năng chẩn đoán lỗi: Theo dõi thời gian thực trạng thái vận hành của robot, hệ thống có thể tự chẩn đoán và đưa ra cảnh báo khi xảy ra lỗi, đồng thời ngăn chặn kịp thời việc dừng dây chuyền sản xuất.
Trong quá trình này, robot công nghiệp không còn chỉ thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại đơn giản mà đã trở thành "bộ não nhà máy" cực kỳ thông minh, linh hoạt và tự động đưa ra quyết định. Với việc liên tục cập nhật và đa dạng hóa các nhiệm vụ sản xuất, việc liên tục nâng cấp và tối ưu hóa hệ thống điều khiển robot sẽ giúp chúng thích ứng tốt hơn với nhu cầu sản xuất đang thay đổi nhanh chóng và thúc đẩy sản xuất công nghiệp bước vào kỷ nguyên mới của trí tuệ và hiệu quả.