Một cách tổng quát có thể phân loại kỹ thuật điều khiển gồm điều khiển vòng hở (open - loop) hay cịn gọi là hệ thống điều khiển khơng có phản hồi (non- servo system) và điều khiển vịng kín (closed-loop) hay cịn gọi là điều khiển có phản hồi theo cơ chế servo (servo system).
(1) Bộ điều khiển robot trong hệ thống hở
Robot hoạt động theo hệ thống hở khơng nhận biết được vị trí khi nó dịch chuyển từ điểm này sang điểm khác.Trên mỗi trục chuyển động thường có điểm dừng ở một vài vị trí xác định để kiểm tra độ chính xác dịch chuyển.
Bộ điều khiển của hệ thống hở thường gồm các cơ cấu cơ khí bên trong robot, dùng thiết lập vị trí chính xác và các thiết bị bên ngồi xử lý và truyền dẫn tín hiệu tác động cho các cơ cấu tác động bảo đảm cho việc tuần tự các dịch chuyển.
(1) Các cữ chặn hạn chế hành trình cố định giới hạn sự dịch chuyển của cơ cấu tác động thuỷ lực hay khí nén ở cuối hành trình hay ở một khoảng cách xác định nào đó.
(2) Các cữ chặn hạn chế hành trình có thể điều chỉnh vị trí. (3) Các cơng tắc hạn chế hành trình.
(4) Động cơ bước có góc quay tuỳ vào số xung cung cấp. Động cơ bước ít dùng trong cơng nghiệp nhưng thường dùng trong phần cứng phụ như bàn định vị, để xoay cho robot, v.v...
(5) Thiết bị bảo đảm sự tuần tự của robot.
(6) Bộ lập trình trống (drum-programmer): người ta điều khiển tuần tự bằng cách xếp đặt các cam lên bề mặt trang trống. Các cam này tác động lên công tắc điện hay các van thuỷ lực/khí nén. Chính các van này kiểm sốt sự dịch chuyển của mỗi trục của robot. Kiểm soát thời gian bằng số lượng cam sử dụng và tốc độ quay của tang trống.
(7) Logic khi nén và các phần tử logic khi nén; thời gian tuần tự dịch chuyển của robot được xác định bằng cách liên kết hợp lý các phần tử khi nén.
Các bộ điều khiển lập trình (PLC- Programmable Logic Controller) là loại thường dùng nhất để điều khiển robot gắp-vá-đặt. Sơ đồ dưới đây minh hoạ cách sử dụng PLC trong một robot có tính cơng nghệ thấp điển hình. Ở đây PLC không chỉ làm nhiệm vụ điều khiển chuyển động robot mà cịn có khả năng giám sát các cảm biến và hiển thị các đèn chỉ thị.
Bộ điều khiển trong hệ thống hở này thường không nhận biết được sự dịch chuyển đã đạt được vị trí mới hay chưa; tuy nhiên, nhờ kết cấu của hệ cơ và sự dịch chuyển xác định trước thời gian thực hiện các thao tác đảm bảo sự phối hợp tương đối chính xác khi hoạt động. Hơn nữa, người ta cũng đã lường trước để rất ít khả năng có trở ngại xẩy ra khi sử dụng kiểu điều khiển vòng hở trong các ứng dụng mang tính chuẩn mực, phổ biến. Tuy nhiên, khi cần xác nhận vị trí giới hạn đã đạt được hay chưa người ta dùng bổ sung các cảm biến cuối hành trình, và theo đó phát triển lên thành hệ thống điều khiển vòng hở có nhiều điểm dừng.
Robot sử dụng hệ thống điều khiển hở thường gặp nhất là loại gắp-vá-đặt hay còn gọi là robot hoạt động từng đoạn. Mặc dù tính thích nghi giảm, song trong cơng nghiệp robot loại này vẫn được sử dụng nhiều do hiệu quả sử dụng chấp nhận
Điều khiển Workcell
Khởi tạo chu kỳ
Thử kiểm tra thiết bị ngoại i Robot khí nén: - Cơ cấu tác động - Hãm kẹp Van khí Hiển thị tình trạng hoạt động của hệ thống: - Cơ cấu tác động - Đèn báo - Màn hình - Báo động cịi Hệ thống cảm biến: - Cơng tác hành trình - Cảm biến tiệm cận - Cảm biến quay - Cảm biến quá trình (lực, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng) - Cảm biến khác.
Bộ điều khiển lập trình Mơ đun xuất
Mơ đun xuất
Thiết bị lập trình
được và chi phí thực hiện thấp, do đó nó phù hợp cho các hệ thống sản xuất cần công việc xếp dỡ vật liệu.
(2) Bộ điều khiển robot trong hệ thống điều khiển kín
Hình 2.27a là sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển kín (hệ thống servo) sử dụng trong điều khiển vị trí. Ở đây, mạch điều khiển được trang bị hai loại cảm biến là cảm biến vị trí và cảm biến vận tốc để kiểm soát liên tục sự thay đổi về vị trí và vận tốc trên một trong sáu trục của robot.
Hình 2.27a- Sơ đồ khối của một hệ thống kín
Ưu điểm của hệ thống servo
(1) Khả năng định vị tốt của robot nhờ hệ thống điều khiển servo sẽ giảm đi độ phức tạp của tay gắp.
(2) Robot có khả năng thực hiện nhiều chuyển động có yêu cầu phức tạp, đồng thời có khả năng thực thi nhiều chương trình để đáp ứng theo các yêu cầu sản xuất có trình tự thay đổi khác nhau, giúp cho hệ thống sản xuất có tính linh hoạt cao.