Điều khiển vị trí giả định rằng phôi nằm đúng nơi chương trình dự kiến. Việc mài, đánh bóng, lắp ráp, tẩy ba via và bám theo bề mặt phá vỡ giả định đó vì lực tiếp xúc thay đổi theo dung sai, độ mài mòn, sai số đồ gá và biến thiên vật liệu.

Điều khiển lực khép thêm một vòng phản hồi. Robot đo tương tác và điều chỉnh chuyển động hoặc lực được ra lệnh để quy trình có thể chịu được những khác biệt nhỏ về hình học mà không tạo ra tải quá mức.

Cảm biến tại cổ tay đo tiếp xúc gần dụng cụ, nhưng cũng ghi nhận khối lượng dụng cụ, gia tốc và lực từ cáp.

Chủ động lựa chọn nguồn phản hồi

Bộ điều khiển robot ước tính mô men khớp từ dòng điện động cơ và dữ liệu mô hình. Khả năng cảm biến tích hợp này không cần phần cứng bổ sung và có thể hỗ trợ phát hiện va chạm hoặc độ mềm dẻo tổng quát. Độ chính xác bị ảnh hưởng bởi ma sát trong hệ truyền động, hiệu chuẩn tải, tư thế và chuyển động động lực học.

Cảm biến lực-mô men sáu trục bên ngoài đo gần quy trình hơn và có thể phân giải các lực, mô men nhỏ hơn. Đổi lại là khối lượng tăng thêm, hệ thống dây dẫn, nguy cơ quá tải, yêu cầu hiệu chuẩn và một bộ phận bổ sung trong chuỗi cơ khí.

Chế độ điều khiển phải phù hợp với nhiệm vụ

Phát hiện tiếp xúc sẽ dừng hoặc thay đổi trình tự khi vượt qua một ngưỡng. Độ mềm dẻo cho phép dịch chuyển dưới tác dụng của tải. Điều khiển lực không đổi duy trì giá trị mục tiêu trên các trục được chọn trong khi điều khiển vị trí vẫn hoạt động trên các trục khác. Trong các nhiệm vụ lắp ráp, các mẫu dò tìm có thể kết hợp với giới hạn lực để tìm vị trí căn chỉnh.

Tiếp xúc ổn định phụ thuộc vào độ cứng của dụng cụ, động lực học robot, biến thiên bề mặt và việc tinh chỉnh bộ điều khiển.

Tách điều khiển quy trình khỏi an toàn

Ngưỡng điều khiển lực dùng cho chất lượng không tự động trở thành chức năng an toàn. Việc bảo vệ nhân sự cần đánh giá rủi ro và kiến trúc đạt chuẩn an toàn. Cạnh dụng cụ, phôi nóng, năng lượng bị giữ lại và động lượng của tải vẫn là mối nguy ngay cả khi robot cảm nhận được mô men.

Việc chạy thử nên kiểm tra dữ liệu tải và trọng tâm chính xác, độ lệch cảm biến, tốc độ tiếp cận, lực tối đa, mất phản hồi, khôi phục sau va chạm và hành vi của dụng cụ bị mài mòn. Các xu hướng có thể cho thấy lực lắp ráp đang tăng, đồ gá bị lệch hoặc vật liệu mài mòn bị hao trước khi chất lượng suy giảm.

Có thể xem các phần cứng chuyển động tại bộ truyền động và điều khiển chuyển động, với các linh kiện chuyên dụng cho robot có sẵn trong bộ sưu tập ABB Robotics.

Ranh giới tích hợp

PLC nên trao đổi các trạng thái rõ ràng—sẵn sàng, đã tìm thấy tiếp xúc, quy trình hoàn tất, kết quả chất lượng và lỗi—thay vì điều khiển quá chi tiết vòng lặp lực tốc độ cao của robot. Cách này giữ hành vi servo xác định bên trong bộ điều khiển robot, đồng thời vẫn duy trì khả năng theo dõi trình tự ở cấp máy.

Ý kiến của tác giả: điều khiển lực không phải là giải pháp vạn năng cho đồ gá kém. Nó mang lại giá trị lớn nhất khi độ lặp lại cơ khí đã ở mức hợp lý và tiếp xúc thích ứng được sử dụng để hấp thụ phần biến thiên còn lại, đồng thời tạo ra dữ liệu chẩn đoán.