Позиционное управление предполагает, что заготовка находится именно там, где ожидает программа. Шлифование, полирование, установка, удаление заусенцев и следование по поверхности нарушают это предположение, поскольку контактное усилие меняется из-за допусков, износа, погрешностей оснастки и вариаций материала.

Силовое управление замыкает ещё один контур обратной связи. Робот измеряет взаимодействие и корректирует движение или заданное усилие, благодаря чему процесс может компенсировать небольшие геометрические отклонения без чрезмерной нагрузки.

Датчик на запястье измеряет контакт вблизи инструмента, но также воспринимает массу инструмента, ускорение и усилия от кабелей.

Осознанно выбирайте источник обратной связи

Контроллеры робота оценивают крутящий момент в сочленениях по току двигателя и данным модели. Встроенное измерение позволяет обойтись без дополнительного оборудования и может поддерживать обнаружение столкновений или общую податливость. На его точность влияют трение в приводе, калибровка полезной нагрузки, положение робота и динамика движения.

Внешний шестиосевой датчик силы и момента измеряет параметры ближе к рабочему процессу и способен регистрировать меньшие силы и моменты. Компромиссами становятся дополнительная масса, проводка, риск перегрузки, калибровка и ещё один компонент в механической цепи.

Режим управления должен соответствовать задаче

Обнаружение контакта останавливает процесс или изменяет последовательность, когда превышен заданный порог. Податливость допускает смещение под нагрузкой. Управление постоянным усилием поддерживает заданное значение вдоль выбранных осей, пока по другим осям продолжает действовать позиционное управление. В задачах установки поисковые шаблоны можно сочетать с ограничениями по усилию для обнаружения правильного положения.

Стабильность контакта зависит от жёсткости инструмента, динамики робота, вариаций поверхности и настройки контроллера.

Отделяйте управление процессом от обеспечения безопасности

Порог силового управления, используемый для контроля качества, не является автоматически функцией безопасности. Защита персонала требует оценки рисков и архитектуры с функциями безопасности. Острые кромки инструмента, горячие заготовки, накопленная энергия и инерция полезной нагрузки остаются опасными факторами, даже если робот измеряет крутящий момент.

При вводе в эксплуатацию следует проверить правильность данных о полезной нагрузке и центре тяжести, смещение датчика, скорость подхода, максимальное усилие, потерю обратной связи, восстановление после столкновения и поведение изношенного инструмента. Анализ трендов может выявить увеличение усилия при установке, смещение оснастки или износ абразива ещё до снижения качества.

Оборудование для движения можно найти в разделе приводы и управление движением, а специализированные компоненты для роботов доступны в коллекции ABB Robotics.

Граница интеграции

ПЛК должен обмениваться чёткими состояниями — готовность, контакт обнаружен, процесс завершён, результат проверки качества и неисправность, — а не управлять каждым аспектом высокочастотного контура силового управления робота. Это сохраняет детерминированное поведение сервоприводов внутри контроллера робота и одновременно обеспечивает видимость последовательности на уровне машины.

Мнение автора: силовое управление не является универсальным решением проблемы плохой оснастки. Наибольшую пользу оно приносит, когда механическая повторяемость уже находится на приемлемом уровне, а адаптивный контакт используется для компенсации оставшихся отклонений и получения диагностических данных.