Hiểu rõ hơn về cách thức lập trình Robot

Robot được lập trình bằng cách kết hợp máy tính và teach pendant. Có hai loại dữ liệu cơ bản phải được lập trình hoặc dạy: quy trình và dữ liệu vị trí. Việc thiết lập và lập trình các chuyển động và trình tự thường được thực hiện bằng cách liên kết bộ điều khiển robot với máy tính có cài đặt phần mềm lập trình. Các thông số giao tiếp ban đầu được thiết lập bằng bảng dạy để cho phép bộ điều khiển giao tiếp với cả
máy tính lập trình và bất kỳ bộ điều khiển nào khác.
Sau khi máy tính lập trình đã được kết nối, các chương trình và dữ liệu vị trí có thể được chuyển từ máy tính sang bộ điều khiển robot và ngược lại. Thiết kế chương trình cho robot tương tự như thiết kế cho máy móc nói chung; thường là một ý tưởng hay khi bắt đầu bằng sơ đồ quy trình thao tác hoặc trình tự các sự kiện. Robot có khớp chuyển động thực hiện bằng cách lưu trữ một loạt các vị trí trong bộ nhớ và di chuyển đến các vị trí đó tại các thời điểm khác nhau trong trình tự lập trình của chúng. Ví dụ, một rô-bốt đang lắp đặt một bộ phận trên phôi có thể có một chương trình gắp và đặt đơn giản tương tự như sau:
Xác định các điểm P1–P5:
1. Tại vị trí ban đầu (được xác định là P1)
2. 10 cm phía trên thùng chứa bộ phận (được xác định là P2)
3. Tại vị trí lấy bộ phận ra khỏi thùng (được xác định là P3)
4. 10 cm phía trên phôi (được xác định là P4)
5. Tại vị trí nhả bộ phận tại phôi (được xác định là P5)
Xác định chương trình:
1. Di chuyển đến P1
2. Di chuyển đến P2
3. Di chuyển đến P3
4. Đóng kẹp
5. Di chuyển đến P2
6. Di chuyển đến P4
7. Di chuyển đến P5
8. Mở kẹp
9. Di chuyển đến P4
10. Di chuyển đến P1 và hoàn tất
Sau khi xác định các điểm và sự kiện, chương trình được viết bằng phần mềm máy tính. Phần mềm thường sử dụng ngôn ngữ  như được mô tả trong phần ngôn ngữ máy tính (Mục 6.1.3). Các cấu trúc dựa trên quyết định, chẳng hạn như IF-THEN-ELSE và các câu lệnh logic, là tiêu chuẩn trong phần mềm robot.
Các chương trình có thể phức tạp hơn nhiều so với ví dụ trên.

Các sự kết hợp sử dụng I/O từ các bộ điều khiển khác là phổ biến. Những cổng này có thể được kết nối vật lý vào các điểm và được định địa chỉ là I/O cục bộ hoặc được giao tiếp bằng các phương pháp truyền thông như DeviceNet, Profibus hoặc Ethernet/IP.
Một robot và một tập hợp các máy móc hoặc thiết bị ngoại vi thường được gọi là một ô ( cell) hoặc ô làm việc. Một ô điển hình có thể chứa một bộ phận cấp, một trạm lắp ráp và một robot. Một PLC thường được sử dụng để điều khiển các trạm khác và cung cấp hướng cho robot. Cách robot tương tác với các máy móc hoặc trạm khác trong ô phải được lập trình, cả về vị trí của chúng trong ô và đồng bộ hóa với chúng. Ánh xạ I/O là một thành phần phổ biến của một chương trình robot, cấu hình đầu vào dưới dạng lệnh cho robot và đầu ra dưới dạng bit trạng thái. Bộ điều khiển đưa robot qua từng chuyển động riêng lẻ hoặc robot có thể thực hiện một chuỗi các chuyển động, chỉ dừng lại khi có có sự can thiệp hoặc lỗi.
Có thể dạy các vị trí theo nhiều cách. Có thể chỉ định các vị trí X-Y-Z trong chương trình bằng GUI hoặc lệnh văn bản.
Kỹ thuật này có giá trị hạn chế vì nó dựa vào phép đo chính xác vị trí của thiết bị liên quan và cũng dựa vào độ chính xác về vị trí của robot. Vị trí của robot có thể được dạy thông qua bảng dạy. Các đặc điểm chung của các đơn vị như vậy là khả năng gửi robot thủ công đến vị trí mong muốn hoặc “inch” hoặc “chạy” để điều chỉnh vị trí. Chúng cũng có phương tiện để thay đổi tốc độ vì thường cần tốc độ thấp để định vị cẩn thận hoặc trong khi chạy thử qua một quy trình mới hoặc đã sửa đổi. Đây có lẽ là phương pháp dạy vị trí phổ biến nhất trên robot có khớp .
Một kỹ thuật khác do nhiều nhà sản xuất robot cung cấp là “Dẫn bằng mũi”. Trong phương pháp này, một người dùng giữ bộ điều khiển của rô-bốt, trong khi một người khác sử dụng mặt dạy để khử năng lượng cho rô-bốt, khiến rô-bốt trở nên dễ dịch chuyển. Sau đó, người dùng di chuyển rô-bốt bằng tay đến các vị trí cần thiết và/hoặc theo một đường dẫn cần thiết trong khi phần mềm ghi lại các vị trí này vào bộ nhớ. Sau đó, chương trình có thể chạy rô-bốt đến các vị trí này hoặc theo đường dẫn đã dạy. Kỹ thuật này rất phổ biến cho các nhiệm vụ như phun sơn.

Một thiết bị phổ biến được kết nối trong phần mềm rô-bốt là thị giác máy.
Về cơ bản, có hai cách khác nhau để sử dụng thị giác máy với rô-bốt: gắn camera vào dụng cụ hiệu ứng cuối của rô-bốt, sao cho bất cứ nơi nào dụng cụ di chuyển đều là nơi camera nhìn vào và gắn camera ở một vị trí cố định để nhìn vào khu vực hoạt động của rô-bốt.
Điều đầu tiên cần làm là đặt hai hệ thống trên cùng một tọa độ. Nếu rô-bốt ở một góc so với trường nhìn (FOV) của camera, thì không gian làm việc hoặc tham chiếu khung hình của rô-bốt phải được
thay đổi. Đối với điều này, một lưới hiệu chuẩn được sử dụng, là bản in của một mẫu bàn cờ với các ô vuông có kích thước đã biết.
Bản in được đặt ở gần tâm của FOV của máy ảnh sao cho trục x của mẫu thẳng hàng với các điểm ảnh của máy ảnh.
Sau đó, robot được dạy hai điểm trên trục x và nhập vào một biến “làm việc” hoặc khung. Khi không gian làm việc này được gọi, không gian X-Y của robot sau đó được tham chiếu đến được tham chiếu đến biến này.

Sau đó, máy ảnh được sử dụng để chụp ảnh và lưu ảnh. Cognex có một thuật toán hiệu chuẩn đặt đường ngắm tại tất cả các giao điểm trên lưới. Sau đó, một chi tiết được chọn làm gốc và các hướng X và Y được xác định từ đó. Sau đó, rô-bốt được sử dụng để xác định tọa độ của gốc và dữ liệu được nhập vào máy ảnh. Sau khi nhập khoảng cách lưới, thuật toán hiệu chuẩn được kích hoạt và sau đó máy ảnh có thể báo cáo vị trí của các vật thể trong FOV theo tọa độ X-Y của rô-bốt trong thế giới thực.
Vì các vật thể ở rìa FOV xa ống kính hơn, nên một thị sai được tạo ra khi các tọa độ phải được thu nhỏ một chút—đây là một tính năng khác của hệ thống thị giác Cognex. Điều này phổ biến trong các ứng dụng thị giác, nơi dữ liệu đo lường phải rất chính xác.
Trong một số ứng dụng, tọa độ X và Y, cũng như độ quay của vật thể mục tiêu, được gửi trực tiếp đến bộ điều khiển rô-bốt từ hệ thống thị giác. Sau đó, có thể điều chỉnh nhẹ các giá trị này để tạo ra điểm đón cho rô-bốt. Giá trị Z sẽ là hằng số nếu chọn từ một mảng các bộ phận một chiều. Nếu không, có thể sử dụng một máy ảnh khác để chụp vị trí hoặc có thể sử dụng một mảng bù trừ.
Sử dụng máy ảnh có FOV cố định khá đơn giản vì tọa độ không đổi, cũng như tiêu điểm. Nếu máy ảnh được gắn trên dụng cụ hiệu ứng cuối, hệ tọa độ cần theo vị trí của rô-bốt và tiêu điểm có thể cần thay đổi. Điều này làm nảy sinh một loạt các vấn đề hoàn toàn khác cần giải quyết. Máy ảnh cũng thường bị bù trừ khỏi dụng cụ kẹp ở cả tọa độ Descartes và tọa độ quay.