روش های برنامه ریزی ربات

[Mohamad]

4 روش مختلف در مورد نحوه برنامه ریزی ربات مطرح می شود

ربات شامل بخش های مختلفی مثلا سنسور هاست که این بخش ها ورودی های ربات هستند و قطعا باید در جایی پردازش شوند و مورد بررسی قرار گیرند تا در پروسه کنترل استفاده گردند 4 روش مختلف در مورد نحوه برنامه ریزی ربات مطرح می شود که شامل:
• برنامه ریزی دستی (Manual Programming)
• برنامه ریزی هدایت مستقیم(Lead through Programming)
• برنامه ربزی مسیر حرکت ربات (Walk through Programming)
• برنامه ریزی ربات خارج از خط (Off- Line Programming)
می شود
در برنامه ریزی دستی اپراتور با استفاده از کلید (مثلا کلیدهای قطع و وصل و متوقف کننده)برنامه مورد نظر را بر روی ربات انجام می دهد این نحوه برنامه ریزی در کارهای خیلی ساده مورد بررسی قرار می گیرد مانند گذاشتن یا برداشتن قطعات (Pick-and-Place)
در برنامه ریزی هدایت مستقیم اپراتور از Interface یا Teach Pendant استفاده می کند بدین معنی که میزان تغییر مفصل ها و یا بازوهای ربات در حافظه کنترلر ربات ضبط می شود این روش زمانی استفاده می گردد که از نظر ریاضی مشخص کردن مسیر حرکت برای ربات مشکل است ولی به راحتی می توان مسیر حرکت را توسط اپراتور نشان داد این روش می تواند مناسب ترین روش برای برنامه ریزی ربات ها باشد
برنامه ریزی مسیر حرکت ربات متداول ترین روش در رنگرزی، جوشکاری و کارهایی از این قبیل می باشد در این روش اپراتور Grip Handle ربات را در دست می گیرد و مثلا عمل رنگ کردن جسم مورد نظر را انجام می دهد ربات تمامی مراحل کار را در حافظه می سپارد و سپس می تواند آن را مجددا بار ها و بار ها تکرار نماید کارهایی چون روشن و خاموش کردن اسپری و کنترل ورود و خروج ، سرعت و غیره را می توان با استفاده از Teach Pendant نیز برنامه ریزی نمود

[Mohamad]

مسلما اطلاعاتی که از طریق سیستمهای حسی یا سنسورهای ربات به کنترلر ربات فرستاده و یا برگردانده میشود باید مورد بررسی قرار گیرد و این خود مساله مهمی در کنترل کردن به حساب می آید.اکثرا و شاید تمامی رباتها میتوانند سنسورهای ساده ای را در خود به کار گیرند مانند: سنسورهای کلید پیوسته، سنسورهای نوری، سنسورهای هدایت کننده، سنسورهای خازنی و نوعهای دیگر.سیگنال های لازم جهت بررسی از طریق دریچه ورود و خروج کنترلر ربات به سنسورهای حسی فرستاده میشوند ولی هنوز کنترلر رباتها آن هوشمندی کافی را ندارند که بتوانند از این اطلاعات در رابطه با اصلاح کردن رفتار و حرکت ربات طبق یک برنامه مشخص قبلی و به صورت بلادرنگ یا در یک زمان واقعی مورد استفاده قرار گیرند.



روشهای انتخاب شده در نحوه ی کاربرد ربات اکثرا بستگی به محدودیتهای کنترلر دارد

که ما در اینجا 4روش را به اختصار بیان میکنیم:


1- برنامه ریزی دستی:

متصدی دستگاه یا اپراتور با استفاده از کلیدهایی مانند قطع کننده یا متوقف کننده برنامه مورد نظر را برای ربات مشخص می کند. البته این نحوه ی برنامه ریزی در کارهای خیلی ساده مانند برداشتن و گذاشتن مورد استفاده قرار میگیرد.


2- برنامه ریزی هدایت مستقیم:

متصدی دستگاه یا اپراتور با استفاده از بازآموز دستی ربات و یا سیستمهای صدا که به کنترلر ربات مرتبط شده است کارگیر یا موثر نهایی را برای جا به جایی در دست میگیرد.وقتی که موثر نهایی به مکان مورد نظر میرسد مقدار تغییر در مفصلها و یا بازوهای ربات در حافظه کنترلر ربات ضبط میشود.استفاده از این روش رد مواقعی که نشان دادن مسیر مورد تقاضا از نظر ریاضی خیلی مشکل ولی انجام آن به وسیله ی متصدی ساده باشد انجام میگیرد، همچنین در مواقعی که رباتها برای داخل کردن قطعات حساس در یکدیگر به کار گرفته میشوند استفاده از برنامه ریزی هدایت مستقیم میتواند مناسبترین نوع برنامه ریزی برای رباتها باشد.

3- برنامه ریزی مسیر حرکت ربات:

این شیوه برنامه ریزی، متداولترین نوع برای رنگرزی، جوشکاری و کارهایی از این قبیل است.در اینجا اپراتور میتواند دسته ی گیرنده ی ربات را که به سادگی قابلیت جداشدن

از ربات را دارد در دست گرفته و ابزار کار مورد نیاز را به آن متصل کند و برای کار مشخصی مورد استفاده قرار دهد.

4- برنامه ریزی ربات خارج از تولید:

در این نوع برنامه ریزی از زبان برنامه نویسی سطح بالا استفاده میشود.خاصیت استفاده از این زبان برنامه نویسی نزدیکی آن به زبان انسان است، چون نحوه ی نوشتن و مدیریت آن آسانتر است.گاهی این برنامه به طریق کنترل از راه دور و یا خارج از خط تولید تهیه میشود.بدین طریق که برنامه کامپیوتری مورد نظر که در فاصله دور و جدا از خط رباتیک است از طریق خطوط ارتباطی به کنترلر فرستاده میشود.بعضی از زبانهای برنامه نویسی که برای استفاده کنندگان و یا محققان از اهمیت زیادی برخوردار است عبارتنداز:

Wave - al - autopass- pointy- sigla- mal- help- part- robox- mcl- aml- val - rap.



برنامه نویسی و شبیه سازی گرافیکی ربات:

در حال حاضر علاقه زیادی در ایجاد توانایی رابطه سیستمهای cam/cadبا برنامه نویسی های ربات و ماشینهای cn وجود دارد.ایجاد کردن مدلهای سه بعدی با استفاده از متد اسکلت سیمی که به صورت خطهای متصل است میتواند ساده باشد ولی اطلاعات دقیقی را از سطح جسم مورد نظر در اختیار نمیگذارد.بعضی از طرحهایی را که میتوان به وسیله گرافیک کامپیوتری حل و یا حداقل شبیه سازی کردعبارتند از:

احتیاج به مسیرهای بدون تلاقی، صفحه آرایی حرکتها و قسمتهایی که کار باید در آنجا صورت گیرد به علاوه زمان سیکل مطلوب و انیمیشن یا نقاشی متحرک سه بعدی در رابطه با حرکتهای ربات.

کنترلر ربات
کنترلر ربات قسمتی ازسیستم رباتیک و کنترل کننده ی حرکات ربات است که با فاکتورهای خارجی مانند ناقلها، دستگاههای جوش، رنگرزی و دستگاههای دیگر ارتباط دارد و این فاکتورها در طراحی شبکه تولید مورد استفاده قرار میگیرند.یک کنترلر متشکل از قسمتهای مختلف است که هر قسمت در انجام وظیفه ای فعالیت میکند.

اکثر شرکتهای تولیدکننده ی ربات دارای کنترلرهای استانداردی هستند که فقط در رباتهای تولید شده ی آن شرکت قابل بهره برداری است.تنها اختلافی که کنترلرهای یک شرکت تولیدکننده ی ربات ممکن است با هم داشته باشند نیاز به مدارهای حرکت دهنده ی موتورهایی است که دارای اندازه ها و قدرتهایی متفاوت هستند.قسمتهای مشترک کنترلرها امر مهمی در اقتصادی بودن سیستم رباتیک است.

سنسورهای ربات
رباتها دارای دو دوره هستند: روباتهای دوره ی امل هیچ آگاهی نسبت به محیط اطراف خود ندارند و بی توجهی به تغییراتی که ممکن است در اطرافشان به وجود آید تنها دستوری را انجام میدهند که به آنها داده شده است.در واقع برای اینکه یک برنامه به خوبی انجام شود باید ربات را در محیطی که به دقت زیرنظر است قرار داد.

تکامل علم رباتیک باعث به وجود آمدن دوره ی دوم رباتها شده است که دارای حسهای بینایی، لامسه، شنوایی، و حتی بویایی و چشایی هستند.این حواس خارجی خصوصا در کار مونتاژ اتوماتیکی که اطلاعات بینایی و لامسه در آنها ضروری است اهمیت دارد.





سنسورها از اهمیت بسیار زیادی برخوردارند که ما باختصار آنها را توضیح میدهیم:

سنسورهای لامسه:

سنسورهای لامسه در رباتیک برای گرفتن اطلاعات در رابطه با تماس بین بازوی مکانیکی و اجسام به کار میروند.اطلاعات لامسه میتوانند استفاده هایی در مشخص کردن مکان و شناسایی اجسام داشته و همچنین نیرویی را که به وسیله ی بازوی مکانیکی بر روی اجسام به وجود می آید کنترل کنند.سنسورهای لامسه بر سه نوع اند:

سنسورهای نزدیک شونده یا بدون برخورد:

سنسور نزدیک شونده یا بدون برخورد تعیین کننده ی وجود یا عدم وجود جسم یا قسمتی از جسم در محدوده ی میدان عمل کارگیر یا موثر نهایی است.سنسورهای لامسه برای پیدا کردن جای دقیق و برداشتن جسم از طریق تماس عمل میکند.سنسورهای بدون برخورد دو مزیت برسنسورهای لامسه دارند:

اول اینکه اجسامی که باید شناسایی شوند صدمه نمی بینند و دوم اینکه سنسورهای نزدیک شونده در برخورد دایم با اجسام نیستند و این امر باعث میشود عمر آنها بیشتر باشد.


سنسورهای بردسنج:

همان طور که عنوان شد سنسورهای بدون برخورد یا نزدیک شونده برای آشکارسازی و یا تعیین فاصله اجسام در محدوده ای مشخص مورد استفاده قرار مگییرند که معمولا میتوانند بین میلیمتر تا سانتیمتر را اندازه گیری کنند.اما زمانی که فاصله ها زیادتر میشود (مانند متر و یا کیلومتر) باید از سنسورهای بردسنج کهمعمولا از روش فرستادن موج مافوق صوت یا نور بهره میبرد استفاده کرد.