Английская терминология робототехники и автоматизации

Программируемая машина, обычно многокоординатная рука, самостоятельно и с высокой повторяемостью выполняющая производственные задачи: сварку, окраску, перемещение или сборку.

Подвижная механическая часть робота из звеньев, соединённых суставами; она позиционирует рабочий инструмент на конце. В технических текстах также называется manipulator.

Инструмент, закреплённый на конце руки робота и выполняющий непосредственную работу, например захват, сварочная горелка, краскопульт или отвёртка.

Тип конечного исполнительного органа, который подхватывает, удерживает и отпускает детали, обычно с помощью двух или трёх раскрывающихся и смыкающихся пальцев или губок; приводится сжатым воздухом или электродвигателем.

Соединение между двумя частями руки робота, позволяющее ей двигаться. Вращательный сустав поворачивается, а поступательный скользит по прямой; обычно каждый сустав соответствует одной оси.

Максимальная масса, которую робот может нести на фланце, сохраняя паспортные скорость и точность; учитывается и захват или инструмент, и деталь.

Максимальное расстояние, на которое рука робота может выдвинуться от центра основания; обычно указывают в миллиметрах до запястья. Параметр определяет размер рабочей зоны.

Робот, предназначенный для безопасной работы рядом с людьми, часто без ограждения, поскольку он ограничивает силу и скорость и останавливается при обнаружении контакта.

Захват, удерживающий детали за счёт присасывания с помощью вакуумных присосок или губчатой прокладки; вакуум создаёт эжектор или насос. Хорошо подходит для плоских гладких поверхностей: коробок, листов и стекла.

Рука робота с последовательностью вращательных суставов, обычно шестью, расположенных подобно человеческим плечу, локтю и запястью. Это самый распространённый тип промышленного робота.

Быстрый робот, обычно с четырьмя осями: его рука движется в горизонтальной плоскости, а на конце имеется вертикальная ось. SCARA — сокращение от Selective Compliance Assembly (или Articulated) Robot Arm.

Робот, перемещающийся вдоль прямолинейных осей X, Y и Z, установленных на верхней раме. Он может охватывать большую рабочую площадь и переносить тяжёлые грузы.

Устройство, обнаруживающее физическую величину или событие — например положение, расстояние, усилие, температуру или наличие детали — и преобразующее их в сигнал, читаемый контроллером.

Компонент, преобразующий энергию — например электричество, сжатый воздух или гидравлическую жидкость — в движение. Типичные исполнительные механизмы — двигатели и пневматические или гидравлические цилиндры.

Электродвигатель со встроенным датчиком положения, обычно энкодером, позволяющим приводу очень точно регулировать положение, скорость и крутящий момент. Суставы робота обычно приводятся сервомоторами.

Датчик на двигателе или валу, измеряющий вращение и передающий приводу или контроллеру сведения о положении и скорости.

Датчик, обнаруживающий находящийся рядом объект без физического контакта. Индуктивные типы обнаруживают металл; ёмкостные также распознают пластик, дерево или жидкости.

Механический выключатель, на который нажимает движущаяся деталь при достижении заданного положения, например конца хода; затем он подаёт сигнал включения или выключения.

Исполнительный механизм, в котором сжатый воздух толкает поршень и создаёт линейное движение; применяется для зажима, толкания, подъёма и других простых движений станка.

Электродвигатель, вращающийся небольшими фиксированными шагами, часто по 1,8°, поэтому его можно позиционировать подсчётом импульсов, обычно без датчика положения.

Датчик, использующий световой луч, обычно инфракрасный или красный, чтобы определить наличие, отсутствие или движение объекта. Распространённые типы — барьерный, рефлекторный и диффузный.

Клапан, открываемый или переключаемый электрической катушкой для управления потоком воздуха или жидкости. В пневматике он направляет воздух то на одну сторону цилиндра, то на другую.

Электронное устройство, регулирующее скорость двигателя переменного тока посредством изменения частоты и напряжения питания.

Устройство или программа, принимающие решения по управлению: считывают измерения, сравнивают их с заданными значениями и посылают команды двигателям или другим исполнительным механизмам.

Информация о фактическом выходе системы, например измеренном положении или скорости, возвращаемая контроллеру для коррекции расхождения с заданием.

Управление, при котором фактический выход измеряется и передаётся обратно, чтобы контроллер корректировал команду до совпадения результата с заданием.

Целевое значение, которого система управления стремится достичь и придерживаться, например температура 60 °C, скорость 1 500 об/мин или давление 6 бар.

Распространённый метод управления с обратной связью, вычисляющий выход по трём составляющим: пропорциональной (текущая ошибка), интегральной (накопленная во времени ошибка) и дифференциальной (скорость изменения ошибки).

Управление без обратной связи: контроллер отправляет команду, но не измеряет результат и не может исправить ошибки из-за изменения нагрузки или помех.

Измеренное значение регулируемой величины — например фактическая температура, давление или уровень, — которое контроллер сравнивает с уставкой.

Настраивать параметры контроллера, например коэффициенты PID или параметры сервопривода, чтобы система реагировала быстро и плавно, без колебаний.

Величина, на которую регулируемый параметр превышает уставку до стабилизации; например температура поднимается до 85 °C при цели 80 °C. Часто выражается в процентах.

Сокращение от programmable logic controller: промышленный компьютер повышенной надёжности, считывающий входы датчиков и выключателей, выполняющий программу управления и задействующий выходы, например двигатели, клапаны и лампы.

Сокращение от human-machine interface: сенсорный экран или панель, на которой оператор видит состояние машины, запускает и останавливает её, меняет настройки и читает аварийные сообщения.

Сокращение от inputs and outputs: сигналы, которые контроллер получает от датчиков и кнопок, и сигналы, отправляемые им клапанам, двигателям, лампам и другим устройствам.

Графический язык программирования ПЛК, похожий на электрическую релейную схему: контакты и катушки расположены на горизонтальных линиях, называемых ступенями, между двумя вертикальными шинами.

Электрически управляемый выключатель: небольшой ток в катушке замыкает или размыкает контакты другой, часто более мощной или отдельной, цепи.

Сигнал, принимающий любое значение в заданном диапазоне, например 4–20 мА или 0–10 В, и представляющий величину вроде давления, температуры или скорости.

Повторяющийся цикл работы ПЛК: он считывает все входы, выполняет программу сверху вниз, затем обновляет выходы. Время одного цикла называется scan time.

Именованная переменная в ПЛК, HMI или SCADA, хранящая значение, например состояние входа, уставку или статус двигателя: Conveyor1_Running.

Повторно используемый фрагмент кода ПЛК с собственными входами, выходами и памятью, позволяющий многократно управлять устройством одного типа, например двигателем, клапаном или конвейером.

Текстовый язык программирования ПЛК по IEC 61131-3, похожий на Pascal и использующий операторы IF, CASE и FOR. Подходит для вычислений, обработки данных и сложной логики.

Использование машин, систем управления и программного обеспечения для выполнения процесса с минимальным участием человека или без него, например на производственной линии или складе.

Время, нужное машине, роботу или станции для выполнения полного цикла задачи, например от захвата одной детали до готовности взять следующую.

Последовательность машин, рабочих станций и людей, расположенных по порядку; продукт проходит этап за этапом до завершения.

Машина, перемещающая изделия или материалы между местами на движущейся ленте, цепи или роликах вдоль линии или между станциями.

Закрытая рабочая зона с одним или несколькими роботами и окружающим оборудованием — оснасткой, конвейерами и защитными ограждениями, — выполняющая задачу как единый комплекс.

Устройство, удерживающее деталь в точном и повторяемом положении, пока робот или станок выполняет работу, например сварку, обработку или сборку.

Сокращение от supervisory control and data acquisition: ПО, собирающее данные с ПЛК и устройств по всему предприятию, отображающее их на экранах и позволяющее операторам наблюдать за процессом и управлять им.

Цифровая промышленная сеть, связывающая контроллеры с полевыми устройствами — датчиками, приводами, островами клапанов и удалёнными модулями ввода-вывода — вместо множества отдельных проводов.

Этап проекта, когда новую машину или систему устанавливают, испытывают, настраивают и запускают до соответствия спецификации и передачи в производство.

Количество продукции, выпускаемой машиной, линией или системой за заданное время, например 1 200 деталей в час или 40 захватов в минуту.

Идея подключённого производства на основе данных, где машины, датчики и ПО обмениваются сведениями по сетям и через облако, делая выпуск продукции более интеллектуальным и гибким.

Число независимых способов движения робота или тела. У типичной промышленной руки их шесть — этого достаточно, чтобы задать положение и ориентацию инструмента в рабочей зоне.

Одно управляемое направление движения — вращательного или линейного — со своим двигателем. Также линия в системе координат, например ось X, Y или Z.

Полное трёхмерное пространство, до которого может достать робот запястьем или инструментом; в паспорте его показывают видами сбоку и сверху.

Опорная точка на рабочем конце инструмента робота, например кончик сварочной проволоки или центр между пальцами захвата; робот перемещает и позиционирует именно её.

Набор осей X, Y и Z с фиксированным началом координат, используемый для описания положения и ориентации. Роботы применяют несколько систем: мировую, базовую, инструментальную и пользовательскую.

Насколько близко робот снова и снова возвращается в одну и ту же обученную точку. В паспорте указывают небольшое значение, например ±0,03 мм.

Насколько близко робот приходит к заданному положению, которому его не обучали напрямую, например к точке, рассчитанной по CAD-модели. Также называется абсолютной точностью.

Изучение движения без рассмотрения вызывающих его сил. В робототехнике кинематика описывает зависимость углов суставов от положения и ориентации инструмента.

Путь, по которому движется робот или ось, вместе с временными параметрами: где объект находится и с какой скоростью движется в каждый момент между началом и концом.

Расчёт углов суставов, необходимых роботу, чтобы инструмент достиг заданных положения и ориентации. Для одной цели может существовать несколько решений или ни одного.

Положение робота, в котором две или более оси выстраиваются на одной линии; рука теряет степень свободы, а некоторым суставам пришлось бы вращаться чрезвычайно быстро, чтобы следовать прямой траектории.

Ручной блок управления с экраном, клавишами и кнопкой аварийной остановки, подключаемый к контроллеру робота для перемещения, программирования и наблюдения за роботом.

Вручную перемещать ось робота или станка небольшими шагами либо на малой скорости, обычно удерживая клавиши пульта, чтобы позиционировать её или проверить движение.

В робототехнике — переместить робота в положение и сохранить его в программе, чтобы позднее робот мог автоматически туда вернуться.

Безопасное и известное начальное положение, в которое робот или станок возвращается перед циклом, после остановки или перед отключением.

Точка, через которую робот проходит на пути к цели; она задаёт форму траектории и помогает обходить препятствия, но не является местом выполнения работы.

Движение робота, при котором центральная точка инструмента идёт по прямой от текущего положения к целевому с заданной скоростью.

Задача, при которой робот берёт предмет в одном месте и кладёт в другом, например переносит его с конвейера в коробку; это одно из самых распространённых применений роботов.

Создание и проверка программ робота на компьютере в трёхмерной симуляции робота и ячейки, а не обучение точек на реальном роботе с пульта.

Процентная настройка контроллера робота или станка с ЧПУ, масштабирующая все запрограммированные скорости; например, новую программу сначала выполняют на 10%, затем повышают до 100%.

Сокращение от Robot Operating System: бесплатный набор программных библиотек и инструментов с открытым исходным кодом для создания робототехнических приложений. Несмотря на название, это не операционная система, а ПО, работающее поверх неё, в основном Linux.

Красная грибовидная кнопка на жёлтом фоне или соответствующая функция, останавливающая машину максимально быстро и безопасно в опасной ситуации.

Структурированный анализ машины или задачи, выявляющий опасности, оценивающий вероятность и тяжесть вреда и определяющий необходимые меры безопасности.

Физические барьеры — например заборы, кожухи и двери, — не допускающие людей в опасную зону станка или роботизированной ячейки во время работы.

Процедура безопасности, при которой источники энергии машины отключают, запирают личным замком и маркируют, чтобы никто не мог запустить её во время обслуживания.

То, что может привести к травме или ущербу, например движущаяся рука робота, место защемления, горячая поверхность, высокое напряжение или давление в системе.

Устройство безопасности с передатчиком и приёмником, создающими ряд невидимых световых лучей. Когда человек прерывает лучи, станок останавливается.

Функция безопасности или управления, не позволяющая машине работать, пока не выполнены заданные условия, например выключатель двери, останавливающий робота при открытии ограждения.

Трёхпозиционный выключатель на пульте обучения, который нужно удерживать в среднем положении, чтобы разрешить движение робота в ручном режиме. Отпускание или сильное сжатие останавливает робота.

Остановка, автоматически вызванная защитным устройством — например открытой дверью ограждения, световой завесой или обнаружением контакта коботом. В отличие от аварийного останова, это штатная функция защиты, обычно допускающая быстрый перезапуск.

Функция контроллера робота, сравнивающая ожидаемый и фактический крутящий момент двигателей и быстро останавливающая робота при неожиданном ударе.

Последовательно выяснять причину проблемы в машине или системе и устранять её, например проверяя сигналы, аварийные сообщения, проводку и настройки.

Плановое обслуживание через фиксированные интервалы, например каждые 5 000 часов или раз в год, для поддержания оборудования в исправном состоянии и предотвращения поломок.

Время, когда станок или линия не выпускает продукцию из-за поломки, обслуживания, переналадки изделия или нехватки материала.

Ненормальное состояние машины или системы, мешающее правильной работе, например обрыв провода, отказ датчика или перегрузка двигателя.

Сообщение, световой или звуковой сигнал системы управления, сообщающий оператору о проблеме или необходимости внимания; часто содержит номер и краткий текст.

Настраивать или измерять робот, датчик либо прибор относительно известного эталона, чтобы показания или положения были правильными.

Нанесение смазки или масла на шестерни, подшипники и другие движущиеся детали для уменьшения трения и износа и продления срока их службы.

Сменная деталь, хранящаяся на складе, чтобы быстро заменить сломанный или изношенный компонент — например двигатель, датчик, палец захвата или предохранитель.

Планирование обслуживания по данным о фактическом состоянии — например вибрации, температуре или токе двигателя, — чтобы заменить или отремонтировать деталь незадолго до вероятного отказа.

Использование камер, освещения и программ обработки изображений, чтобы машины проверяли детали, считывали коды, измеряли или находили объекты и направляли роботов.

Сокращение от light detection and ranging: датчик измеряет расстояние, посылая лазерные импульсы и рассчитывая время их отражения, чтобы построить изображение окружения.

Сокращение от automated guided vehicle: беспилотная тележка, перевозящая материалы по фиксированным маршрутам, обозначенным магнитной лентой, проводами, QR-кодами или отражателями.

Сокращение от autonomous mobile robot: робот, перевозящий материалы по картам и с помощью датчиков, например LiDAR и камер, самостоятельно выбирая маршрут и объезжая препятствия.

Сокращение от simultaneous localization and mapping: метод, с помощью которого мобильный робот строит карту неизвестной области и одновременно определяет своё положение на ней.

Поиск пути от начальной точки к цели с обходом препятствий и соблюдением ограничений, например минимальной длины, времени или безопасного расстояния.

Способность робота обнаруживать датчиками объекты или людей на пути и менять маршрут либо скорость, чтобы не столкнуться с ними.