Upravljački sistem robota (kontrolni sistem) je ključni deo svakog robota koji omogućava izvođenje zadataka na precizan i pouzdan način. On povezuje sve komponente robota, šalje komande aktuatorima, obrađuje podatke sa senzora i koordinira rad svih podsistema.
Treba reći, ipak, da robot treba vrši takozvano funkcionalno kretanje. Kako se funkcionalno kretanje, po pravilu, vezuje za završni uređaj robota, to zadatak upravljanja treba preformulisati: Potrebno je obezbediti takvu promenu upravljačkih promenljivih koja će proizvesti traženi funkcionalni pokret, tj. traženo kretanje završnog uređaja u prostoru.
Upravljački sistem ima nekoliko ključnih funkcija:
Prikupljanje podataka: Sistem koristi senzore da prikuplja informacije iz okruženja i sa samog robota.
Obrada podataka: Prikupljeni podaci se obrađuju i koriste za donošenje odluka.
Slanje komandi: Na osnovu obrađenih podataka, sistem šalje komande aktuatorima (motorima, pogonima) kako bi robot obavio zadatak.
Povratna informacija (feedback): Sistem neprestano prati da li robot pravilno izvršava zadatke i koriguje greške.
Upravljački sistem robota se sastoji od nekoliko osnovnih komponenti:
Senzori omogućavaju robotu da „oseti“ svoje okruženje i stanje svojih delova.
Senzori položaja i orijentacije: Merenje pozicije zglobova i manipulatora (enkoderi, žiroskopi).
Senzori sile i obrtnog momenta: Prate sile koje deluju na robota tokom rada.
Vizuelni senzori (kamere): Koriste se za prepoznavanje objekata i orijentaciju u prostoru.
Senzori udaljenosti i prepreka: Ultrazvučni, laserski i infracrveni senzori.
Mikrokontroleri ili PLC (Programabilni logički kontroleri): Koriste se za upravljanje osnovnim zadacima i radom robota.
Industrijski računari: Omogućavaju složenu obradu podataka, kao što su vizuelno prepoznavanje objekata ili planiranje putanja.
Algoritmi upravljanja: Koriste se za planiranje pokreta i održavanje stabilnosti robota (PID kontrola, veštačka inteligencija).
Aktuatori su uređaji koji izvršavaju komande kontrolne jedinice:
Električni motori: Za precizne i brze pokrete.
Hidraulični i pneumatski pogoni: Za pokrete koji zahtevaju veliku snagu.
Hvataljke i alatke: Obavljanje specifičnih zadataka, poput zavarivanja ili sklapanja delova.
Ovo je deo sistema koji omogućava povezivanje svih komponenti:
Interna komunikacija: Između senzora, procesora i aktuatora.
Na primer: RS-485, CAN bus, Ethernet.
Eksterna komunikacija: Omogućava operaterima da upravljaju robotom sa udaljene lokacije.
U zavisnosti od nivoa automatizacije i kompleksnosti, upravljački sistemi se dele na:
Bez povratne informacije (feedback).
Komande se šalju aktuatorima, ali nema provere da li su zadaci izvršeni.
Pogodni za jednostavne zadatke gde greške nisu kritične.
Primer: Jednostavni pneumatski manipulatori.
Koriste povratnu informaciju za korekciju grešaka.
Prate položaj, brzinu i sile tokom rada.
Primer: Industrijski roboti u automobilskoj industriji.
Složeniji sistemi sa više nivoa upravljanja:
Nivo zadatka (strategija).
Nivo koordinacije (kretanje).
Nivo izvršenja (pokreti aktuatora).
Primer: Autonomni roboti za skladištenje i transport.
Upravljanje robotima može se zamisliti kao proces koji uključuje sledeće korake:
Prijem komandi od operatera ili višeg sistema.
Planiranje pokreta – određivanje optimalne putanje za izvršenje zadatka.
Izvršenje pokreta pomoću aktuatora.
Povratna informacija – korekcija grešaka na osnovu podataka senzora.
U industriji, upravljački sistemi omogućavaju:
Preciznu montažu komponenti (npr. automobilska industrija).
Zavarivanje u nepovoljnim uslovima (npr. robotske ruke).
Kontrolu autonomnih vozila i transportnih sistema.
Rad u opasnim okruženjima (nuklearne elektrane, hemijska industrija).