מימון של שליטה ב- Welding Robotics

רובוטים מתחשבים פועלים בסביבות שבהן אפילו סטיית קטנות בעמדה, מהירות או קלט חום יכול לייצר פגמים מולדים בלתי אפשריים. A PID בקר הוא מנגנון משוב הליבה אשר מתאמת באופן מתמיד את הפלט של הרובוט כדי לשמור על סטאפ הרצוי למרות הפרעות.הבקר מחשב ערך שגיאה כמו ההבדל בין תהליך נמדד לבין נקודת מטרה, ואז חל תיקון מבוסס על רמה, אינטגרטיבי, תנאי נגזר.

בהקשר של רובוטיקה נתוך, לולאת PID בדרך כלל שולטת תנועת ציר, זווית לפיד, מהירות הזנה חוט, זרם, מתח ומהירות נסיעה.כל אחד מהמשתנים האלה חייב להיות מוחזק בתוך סובלנות הדוקה כדי להשיג גיאומטריה אזורית עקבית, עומק, ונכסים מתכתיים.ללא פרמטרים מתאימים PID, הרובוט עשוי להציג מעל פתרון, oscillation, ault, שגיאה יציבה, או תגובה קבועה של זמן ריאה; 82 , או ריאה.

המשוואה הבסיסית עבור בקר PID ב-Time domain באה לידי ביטוי:

(ב) .

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

התפקיד של כל פרק באיכות גבוהה

סיום רשמי ו-#8212; תיקון מיידי ו-Stiffness

המרכיב היחסי מייצר תפוקת שליטה ביחס לשגיאה הנוכחית.רווח פרופורציונלי גבוה יותר הופך את הרובוט להגיב יותר אגרסיבית לסטיות, צמצום זמן העלייה, אך פוטנציאל להציג overshoot andקבוע-state oscillation. in ריתוך יישומים, רווח פרופורציונלי מספק מבטיח את הלפיד עוקב אחר מסלול הים עם lag מינימלי.עם זאת, יתר יכול לגרום לפולט לדלקת זרוע כדי להיות מרתיעה, אפילו לא יציבה.

מתרגלים מנוסים בדרך כלל להתאים את ה-FLT:0 (KKFreaLT:1 ;203) 3 קודם כל כדי להשיג תגובה ראשונית מהירה תוך התבוננות במערכת עבור תנודות מתמשכת.הערך האופטימלי הוא בנקודה שבה הרובוט מתקן שגיאות חד-משמעיות ללא טבעת.

הכרזה על טעות של סטדידי-מדינה

המרכיב האינטגראלי מצטבר שגיאות העבר לאורך זמן, החלת תיקון גדל עד שטעות של המדינה היציבה מגיעה אפס. מונח זה חיוני עבור רובוטים מתרבים כי זה לפצות על סטיות עקביות שנגרמו על ידי הרחבה תרמית, פותר סובלנות, או סחף אנרגיה הדרגתי. מונח אינטגרטיבי היטב מתואם מבטיח את הלפיד הני של עשבי העמידות הנכונות וזווית הנסיעה אפילו כמו פצעי העבודה ורחב במהלך רב-מפסים.

עם זאת, פעולה אינטגרלית יותר, מייצרת פערים בלתי-אינטגראליים של TM#8212; מצב שבו השגיאה המצטברת מניעה את הפלט הבקר הרבה מעבר לגבולות הפיזיים של המתפקד, כאשר השגיאה בסופו של דבר הפוכה לכיוון, תהליך ההחלמה גורם גדול לפתרון יתר וזמני יישב ממושך. in Robotics welding, Windup אינטגרלי יכול להתבטא כנרול יתר על מהירות הזבוביות או הספיקים הדרמטיים הנוכחיים כי פשרה אנחנו מתממשים את מעגל זה צריך להיות מכווץ.

תזמון דרביטיבי ו-#8212; דמי חירום

המונח נגזר צופה שגיאה עתידית על ידי מדידה של קצב השינוי.זה מספק אפקט לחות כי נגד פתרון יתר ומשפר את יציבות המערכת.ב רובוטים מדויקים, פעולה נגזרת הוא בעל ערך במיוחד במהלך דפוסים במהירות גבוהה או כאשר המעבר בין Weld עובר. זה מאפשר לבקר לצפות את השינוי הטרקטורי ולהתאים את הפלט לפני שהשגיאה גדלה.

יש ליישם רווח דרמטי זהירה כי זה מגבר רעש גבוה מ משוב קודר או חיישנים נוכחיים. אות נגזר רועש יכול לגרום פקודות מוטוריות לא יציב, המוביל משטח משטח ננומס או ספאר. רוב בקרים תעשייתיים משלבים מסנן נמוך על מונח נגזר, ואת זמן המסנן עצמו הוא פרמטר שעשוי לדרוש כוונון לצד LTF:0Kirdird: 3Falr:2Falr3Falr: 1Falr ⁇ 2Falr: 1Falr: 1FalR: 1FalR: 1FalR2FalR: 1FalR: 1FalR: 1FalR: 1FalR: 1FalR: 1FalR2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2 LT2

שיטות כוונון שיטתיות

למרות שטכנאים מנוסים בסופו של דבר לפתח אינטואיציה עבור התאמות PID, כוונון חוזר ובטוח דורש גישה מובנית.שלוש מתודולוגיות קלאסיות נשארות בשימוש נרחב הרובוטיקה התעשייתית: זיגלר-ניהולס, כהן-קוון, ומלנדה טונינג.כל אחד מציע יתרונות נפרדים בהתאם לדינמיקה של הרובוט ולרמת התגובה המקובלת.

Zegler-Nichols Closed-Loop Method

(ב) [[המאה ה-20]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]

  • (ב) ויקרא י"ד:2 ויקרא:2 ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד:
  • (ב) ויקרא י"ד): "ה' (ב')" (בראשית כ"ד, כ"ד)" (ב) , ויקרא י"ד): "וַיְהִיאֶבְהִיאֶת:2, כ"ד ויקרא יְשִׂיאֶבְטְטְטְטַבְהִיתִּים" (בראשית כ"ד, כ"ד, כ"ד, כ"ד, כ"ד, כ"ד)
  • (ב) ויקרא י"ד): "[דרוש מקור]" (בראשית כ"ד, כ"ד, כ"ד): "[ה']" (בראשית כ"ד, כ"ד, כ"ד, כ"ד:2, כ"ד:2 ק'"מ: ויקרא י"ד:

ערכים אלה מספקים נקודת התחלה טובה, אך לעתים קרובות לייצר 25-30% overshoot. עבור רובוטים רבי משקל שבו overshoot יכול לגרום להתפרצות מתחיל או לשרוף דרך, להפחית את הרווחים הנקובים על ידי 20-30% ו- tune incrementally. שיטת Ziegler-Nichols מוחלת הטובה ביותר במהלך הגשת כאשר הרובוט הוא ללא עומס או ביצוע חתכים אוויר ללא עבודה.

שיטת כהן-קוון ל-Reaction Curves

(התגובה של הרובוט הנתעב נשלטת על ידי זמן קבוע ומת, שיטת כהן-קוון מניבה פרמטרים ראשוניים מדויקים יותר.הציג שינוי צעד קטן בנקודת המוצא ותיעוד עקומת התגובה של התהליך.זהה את הזמן המת (FLT:0 & #952; FLT:1), תהליך רווח (FLT2Kalph) 3, 3, 3.

שיטה זו מועילה במיוחד עבור רובוטים שמפקחים על תהליכים תרמיים, כגון כוח קרישה לייזר או הפחתה של טמפרטורה טרום התחממות, שבו הזמן המת מתאים לעיכוב בין שינוי פקודה לתגובה תרמית בבריכה. הגישה כהן-קוון מייצרת בדרך כלל תגובה אגרסיבית יותר מאשר זיגלר-ניקולס, אך עם דחייה טובה יותר של מטענים & #12; נכס יקר כאשר אנולד עם חומרים נורמטיביים עם חומרים מותאמים אישית.

ל"הלב" (Lasto)

(הידוע גם כבקרת מודל פנימית) מעדיפה התנהגות סגורה וצפויה על תגובה אגרסיבית.המשתמש רואה קבוע זמן קצר מועד סגור הרצוי (ראה:0 & #955;Fillos 1:1), ואת הכללים כוונון כי להשיג את התגובה היעד ללא פתרון יתר.

המסחר-off הוא איטי יותר זמן עלייה, אשר עשוי להאריך את זמן מחזור בייצור גבוה באמצעות ציוד.טכנאים צריך לבחור ו #955; בהתבסס על זמן היישב המקובל עבור הפעולה של גיל המעבר, בדרך כלל שניים עד חמש פעמים את זמן התהליך קבוע. Lambda כוונו גם סימולטורים מחדש כאשר אנולד פרמטרים משתנים בין גרסאות מוצר, רק ו- #95; צריך התאמה יותר מאשר כל 3 אפקטיביות.

שיטות טובות ביותר להפקה

מערכת בסיס בסיס בסיס

לפני שמתחיל כל כוונון, מתעד את ההתנהגות הדינמית של הרובוט בתנאים ידועים.צעד תגובה, רוחב פס והפרעה מאפיינים של דחייה בעוד הרובוט מבצע מחזור ריתוך מייצג. השתמש בנתוני המובנה של בקר הרובוט או או או אופוססקופ חיצוני הקשור לנמלי פלט אנלוגי.בסיס זה משמש כנקודת ההתייחסות להערכת שיפורים וזיהוי של חומרה לאורך זמן.

סיווג צריך לכלול גם בדיקות לא מוגזמות וניסויים נמרצים כי האינטרטי והנוקשות משתנים כאשר הלפיד עוסק בערכת העבודה. רובוט שמכוון באופן מושלם במהלך חתכים אוויר עלול להראות חוסר יציבות תחת עומסים ממשיים עקב כוחות מגע, התרחבות תרמית והפרעות קשת.

המונחים: Incremental Parameter Adjustments

לעשות את כל השינויים בקטן, בתשלומים.כלל נפוץ הוא להתאים מונח אחד בכל פעם על ידי לא יותר מ 10-15% להפחתה.לאחר כל שינוי, לאפשר למערכת להתיישב לפחות שני מחזורים מלאים לפני הערכת התגובה. גישה ממושמעת זו מונעת את התסכול של רודף חוסר יציבות ומבטיחה שכל אפקט ההתאמה הוא בבירור בלתי אפשרי.

(FLT:0) לעולם אל תשנה את כל שלושת הרווחים בו-זמנית: ו-#8212; האינטראקציה בין פעולות פרופורציונליות, חלקיות וגזרות הופכת את האפשרות לבודד את הסיבה לביצועים משופרים או משפילים. השתמש יומן כוונון מובנה המרשם את התאריך, רווחים קודמים, רווחים חדשים, פרמטרים חדשים, חומרים, ותצפיות איכותיות של מראה, ספאר, יציבות וקשת.

קיצור של Auto-Tuning and Fitive control

בקרים רובוטיים מודרניים כוללים יותר ויותר שגרות אימון אוטומטי המבצעים בדיקות התנגשויות או ממסר ניסויים משוב לחשב פרמטרים ראשוניים PID באופן אוטומטי. תכונות אלה להפחית את זמן הגיוס ולספק ערכי התחלה סבירים.עם זאת, אלגוריתמים הכוונו אוטומטית לעתים קרובות אופטימיזציה לקריטריונים ביצועים גנריים שעשויים לא להתאים לדרישות האיכותיות הספציפיות של היישום שלך.

תמיד לאמת פרמטרים אוטומטיים עם ניסויים מולדים אמיתיים וחדד באופן ידני אם יש צורך.כמה מערכות מתקדמות מציעים גם תזמון רווח הסתגלות, שבו pID coefficients הם בין-מצטבר שולחן מבט מבוסס על מיקום ננו, זווית לפיד, או גיאומטריה משותפת. כוונון הסתגלות לא יישום יכול לשפר באופן משמעותי את עקבי על פני מספר רב-פס מורכבים שבו תכונות עומס משתנה ברציפות.

משמר בטיחות תוך כוונון

כוונון PID נושא סיכונים טבועה בשבחת רובוטים.בקר לא יציב יכול לגרום ללפיד הזחלי להתנגש עם תיקונים, לייצר התנהגות קשתית לא יציבה שפוגעת בציוד, או לייצר קלט חום מופרז הממס באמצעות חומרים דקים.תמיד לבצע כוונון ראשוני עם הלפיד המוגדל ממשטח העבודה (מצב ירי) או בהורדת כוח מחוספס כדי להשתמש במגבלות תוכנה למגבלה, ומאפשרת את טווח הבקרה של הבקר, לעצור את התחנות חירום.

כאשר כוונו עם כוח השקוע לחיות, להתחיל עם מהירות נסיעה נמוכה בהווה להאט, ואז להגדיל בהדרגה את רמות הייצור תוך מעקב אחר חוסר יציבות.

מלכודות נפוצות ופתרון בעיות

אוספיגציה עקבית ב High Gain

(ה) ⁇ שלא תטהר לאורך זמן בדרך כלל מצביע על רווח היחסי גבוה מדי או רווח נגזר הוא נמוך מדי. הפחתה:0KigFLT:1pcioFLT:2FLT 3:2FLT עד 20% ולבחון אם הפחתת החנקות גבוהה יותר.

אוסוציאלציה יכולה גם לנבוע מתגובה מכנית במפרקי זרוע הרובוט או תיבת הילוכים.בקר PID לא יכול לפצות על אי-לינאריות מכניות; אם התאמות כוונון לא מצליחות לפתור תנודות, לבדוק את הרובוט עבור נושאים עכורים, הפיכה רופפת, או בעיות מכניות ללא דיות כתובת לפני כוונון של כוונון חשמלי.

תגובה איטית ו- Steady-state Offset

כאשר הרובוט המתפתל לוקח זמן רב מדי להגיע לעמדה של היעד או לפרמטר הניתוך, הרווח האינטגראלי הוא כנראה נמוך מדי.הגדלה:0KIRFLT:1;2sFLT 3 באופן מצטבר בעת ניטור זמן הסידור. להיות זהיר לא להעלות רווח בלתי נפרד מהר מדי, שכן זה יכול להוביל למזג אוויר ולפתור באופן עקבי אם המערכת תחת פתרון שולי, אבל בסופו של דבר ניתן להגדיל את טווח הדרגה יכול להיות גם להגדיל את ההיקף ההיקף ההיקף האינטגראלי, אך בסופו של דבר יכול להיות גם להיות גדל.

סטדי-מדינתי מחלחלת כי למרות פעולה אינטגרלית עשויה להצביע על שגיאות החיישן או מכשולים פיזיים.בדוק כי קודקוד או משוב קורא נכון במיקום הבית וכי הלפיד או מזין חוט אינו מחייב נגד העבודה.

התנהגות אררטית במהלך תקופת המעבר

(הופנה מהדף "החליטה" (בלטינית: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) היא לעתים קרובות ביטוי כשליטה לא נכונה במהלך המעברים כגון התחלה קשת, מכתש; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

התנהגות אררטית במהלך החלפת כוח או מצב יכולה גם לגרום לחידוש לא נכון של האקומולטור האינטגראלי.להבטיח שהבקר יאפס את המונח האינטגראלי למצב ידוע בעת המעבר בין מצבים ידניים ואוטומטיים.

שיקולים מתקדמים ליישומים בעלי עדיפות גבוהה

קבל Scheduling עבור Multi-Axis תיאום

רובוטים precision רינג לעתים קרובות לתאם מספר אקסס בו זמנית & #8212; לדוגמה, העברת הלפיד לאורך הנתיב התוךר תוך הפעלת מיקום העבודה.כל ציר יכול להיות שונה אינרציה, חיכוך ופרופילי טעינה חיצונית. יישום תזמון רווח מאפשר את הפרמטרים PID עבור כל ציר לשנות דינמי בהתבסס על תצורה של הרובוט ואת השלב של מחזור ריתוך.

לפתח לוח זמנים רווח על ידי ביצוע ניסויים במגוון רחב של תנוחות נציג ותנאים עתירי.אחסן את הרווחים אופטימליים בטבלה תצפית על ידי זוויות משותפות או מספר שעבר מספר. במהלך הייצור, הבקר הבין-פולטס בין ערכים מאוחסנים כדי לשמור על ביצועים עקביים על פני כל המעטפה העבודה.קבל תזמון הוא בעל ערך במיוחד עבור רובוטים כי אנולדים גדול, כבד שבו טעינה כבידה משתנה באופן משמעותי עם זווית.

מזון-Forward Compensation

בקרת האכלה מתקדמת משלימה משוב PID על ידי anticipating הפרעות ידועות וליישם פלט נכון לפני השגיאה מופיעה. in welding רובוטים, הזנה-קדימה יכול לפצות על דרישות מומנט הצפוי במהלך האצה, deceleration, ואת קבוע-velocity פלחי פלחי. על ידי צמצום הנטל על הבקר, הזנה-קדימה מאפשר הטבות נמוכות יותר תוך שמירה על דיוק הדוק.

יישום מזון קדימה על ידי מודל של האינרציה והחיכוך של הרובוט.עבור לולאות בקרה מהירות, מונח ההזנת-קדימה הוא פרופורציה צוומנת להכפיל את האינטרטי האפקטיבי. Torque להאכיל-קדימה משפר את המסלול מעקב עד 40% ביישומים תעשייתיים טיפוסיים, עם שיפורים מתאימים בעקביות עיקולת עשב והורדת חום-פגום.

שילוב עם מערכות ניטור תהליכים

מתקני ייצור מתקדמים משלבים את נתוני הביצועים של PID עם פלטפורמות ניטור בזמן אמת.Weld הנוכחי, מתח, מהירות נסיעה וקצב הזנה חוט הם מתעדים ברציפות לצד אות שגיאה PID ופלט בקרה. נתונים אלה מאפשרים תחזוקה חיזוי על ידי זיהוי שינויים הדרגתיים בביצוע לולאה המציינים ללבוש מכני, סחף, או ירידה באספקת חשמל.

(מספר פרוטוקולים של ethernet תעשייתיים ו-#8212; כולל EtherCAT, PROFINET ו- EtherNet/IP — תומך בגישה ישירה לנתוני בקר ממפקחים על מערכת פיקוח או מערכת פיקוחית של EtherCAT. על ידי שילוב של PID ניטור תהליכים סטטיסטיים, מהנדסי איכות יכולים לזהות ירידה לפני שהיא מייצרת מחסנים לא סטנדרטיים, צמצום עלויות גרדנות ושיקום עבור ניטור של PID:

מסמכים ותחזוקה מתמשכת

כוונון PID אינו אירוע חד פעמי.כפי שרובוטים מצטברים שעות הפעלה, ללבוש מכני, רכיבה תרמית, שינויים סביבתיים לשנות בהדרגה את הדינמיקה של המערכת.ייסו לוח זמנים חוזר תקופתי & #8212; באופן זמני כל שישה חודשים או אחרי 2,000 שעות של קשת-on זמן ו-#8212; כדי לוודא כי הפרמטרים PID נשארים אופטימליים.

שמור על מסד נתונים מרכזי של כוונון כי מתעד את קו הבסיס הראשוני, את כל ההתאמות, ואת ערכי הייצור הסופי עבור כל תוכנית ומפרט חומר.מסד נתונים זה הופך למשאב יקר ערך בעת פתרון בעיות של בעיות הזנה, הכשרת טכנאים חדשים, או הגשת תא רובוט חדש. תאומים וסימולציות דיגיטליות יכולים גם לזרז נתונים היסטוריים כדי לחזות את ההשפעות של שינויים לפני החלת אותם הרובוט הפיזי.

תוכניות הכשרה לאנשי תחזוקה צריך לכלול תרגילים כוונון ידיים על תיקון מבחן לפני העבודה על ציוד ייצור. יצרנים רובוט רבים מציעים קורסי הסמכה ב servo כוונו כוונו ובקרת תנועה מתקדמת. ארגונים כגון FLT:0 American Welding Society (AWS)FLT:1 לספק סטנדרטים ומשאבים חינוכיים המכסים את המשחק בין בקרת תנועה רובוטית לאיכות, ואת איכות נחירות גלובלית: 2Doutertiversation:

מסקנה

כוונון יעיל נשאר אחד הפעילויות בעלות הגבוהה ביותר עבור למקסם את הביצועים של רובוטים מדויקים.בקר מכוון כראוי מספק חדירה עקבית, ספאר מינימלי, זמן מחזור מופחת, ואת חיי הציוד המורחבת.הגישה הטובה ביותר משלבת אופי מערכת קפדני, יישום ממושמע של מתודולוגיות כוונון קלאסי כגון Ziegler-Nichols או קידש, בהתאמות והתאמה תזמון, כמו תכונות תזמון מתקדמות.

טכנולוגיות ומהנדסים שמשקיעים בפיתוח מיומנויות כוונון שיטתיות ישיגו תוצאות חוזרות על פני פלטפורמות רובוט שונות ויישומי ולדידות.כפי דרישות הייצור ממשיכות לדחוף לסובלנות הדוקה יותר ויותר באמצעות חישוב, מאסטר של כוונון PID הופך יתרון תחרותי המשפיע ישירות על איכות המוצר ויעילות הייצור.