Polohové řízení předpokládá, že obrobek je tam, kde ho program očekává. Broušení, leštění, zasouvání, odjehlování a sledování povrchu tento předpoklad narušují, protože kontaktní síla se mění v závislosti na toleranci, opotřebení, chybě přípravku a variacích materiálu.

Řízení síly uzavírá další zpětnovazební smyčku. Robot měří interakci a upravuje pohyb nebo požadovanou sílu tak, aby proces dokázal tolerovat malé geometrické odchylky bez nadměrného zatížení.

Snímání na zápěstí měří kontakt v blízkosti nástroje, zachycuje však také hmotnost nástroje, zrychlení a síly v kabelech.

Zvolte zdroj zpětné vazby uvážlivě

Řídicí systémy robotů odhadují moment v kloubech z proudu motoru a modelových dat. Toto vestavěné snímání nevyžaduje další hardware a může podporovat detekci kolizí nebo obecnou poddajnost. Jeho přesnost ovlivňuje tření v převodech, kalibrace zatížení, poloha a dynamický pohyb.

Externí šestiosý snímač síly a momentu měří blíže procesu a dokáže rozlišit menší síly a momenty. Nevýhodou je vyšší hmotnost, kabeláž, riziko přetížení, nutnost kalibrace a další prvek v mechanickém řetězci.

Režim řízení musí odpovídat úloze

Detekce kontaktu zastaví nebo změní sekvenci po překročení prahové hodnoty. Poddajnost umožňuje posun při zatížení. Řízení konstantní síly reguluje požadovanou hodnotu ve vybraných osách, zatímco v ostatních zůstává aktivní polohové řízení. U úloh zasouvání lze vyhledávací vzory kombinovat s limity síly pro nalezení správného zarovnání.

Stabilní kontakt závisí na tuhosti nástroje, dynamice robota, proměnlivosti povrchu a nastavení řídicího systému.

Oddělte řízení procesu od bezpečnosti

Prah používaný pro kontrolu kvality při řízení síly není automaticky bezpečnostní funkcí. Ochrana osob vyžaduje posouzení rizik a bezpečnostně certifikovanou architekturu. Hrany nástroje, horké obrobky, akumulovaná energie a hybnost nákladu zůstávají nebezpečné i v případě, že robot snímá moment.

Uvedení do provozu by mělo ověřit správná data o zatížení a těžišti, posunutí nulového bodu snímače, rychlost přiblížení, maximální sílu, ztrátu zpětné vazby, zotavení po kolizi a chování opotřebovaného nástroje. Trendy mohou odhalit rostoucí sílu při zasouvání, posun přípravku nebo opotřebení brusiva ještě před zhoršením kvality.

Komponenty pro pohybovou techniku najdete v sekci pohony a řízení pohybu, zatímco součásti určené pro roboty jsou k dispozici ve kolekci ABB Robotics.

Hranice integrace

PLC by mělo vyměňovat jasné stavy – připraveno, kontakt nalezen, proces dokončen, výsledek kvality a porucha – místo mikromanagementu vysokofrekvenční regulační smyčky síly robota. Deterministické chování serva tak zůstane uvnitř řídicího systému robota a zároveň bude zachován přehled o sekvenci na úrovni stroje.

Názor autora: řízení síly není univerzálním řešením špatných přípravků. Největší přínos přináší tehdy, když je mechanická opakovatelnost již přiměřená a adaptivní kontakt slouží k pohlcení zbývajících odchylek při současném získávání diagnostických dat.