МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МАМИ»

Кафедра: «АПУ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Разработка микропроцессорной системы управления (МСУ) манипулятором М1 с кассетой заготовок для разбраковки деталей.

Группа:	9УИ-7
Выполнили студенты:	Пугачева О.В. Скрипников Р.И.
Принял:	Бунько Е.Б.

.

Москва 2005

Введение.

Один из эффективных путей повышения производительности труда в промышленном производстве это автоматизации технологических процессов.

В частности для автоматизации поточного производства часто используются роботизированные технологические комплексы (РТК) - производственные системы, состоящие из перестраиваемых роботизированных технологических позиций (РТП) различного назначения. Система управления РТК должна обеспечивать взаимоувязанную работу всех РТП с учетом состояния отдельных элементов РТП и обязательно строится на базе микропроцессорных средств (МП-средств).

Применение МП-средств в составе системы управления оборудованием позволяют оперативно изменять технологический процесс и выпускать на одном конвейере продукцию разной номенклатуры.

1. Технологическая схема объекта управления.

Рис1. Система разбраковки деталей.

Х4

Х3

Х2

Х1

Х8

Х5

Х6

Бункер для негодных деталей

Бункер для годных деталей

Миниробот М1

Кассета с деталями

Х11

Х7

Y1

Y3

Y2

Y5

Y4

Y6

Технологическая схема системы разбракировки деталей представлена на рис.1. Она состоит из

1. миниробота М1 (двухпозиционного манипулятора) с датчиком годности на схвате,

2. кассетного накопителя с деталями,

3. 2-ух бункеров для годных и негодных деталей.

Манипулятор берет деталь из кассетного накопителя, поворачивается к бункерам. Датчик годности проверяет, годна деталь или нет. Если деталь не годна, манипулятор разжимает схват и сбрасывает деталь в ближний бункер. Если деталь годна, манипулятор выдвигается и ,разжимая схват, сбрасывает деталь в дальний бункер. Тем временем кассета поворачивается и подает новую деталь для разбраковки.

1. Структурная схема МСУ.

КМ – кассетный магазин

МП - манипулятор

ПУИ пульт управления и индексации

БП - блок питания

МКП – программируемый микроконтроллер

1. Первичное описание алгоритма управления сборочной позицией.

Для первичного описания заданного объекта управления будем использовать разработанный ранее аппарат графов операций (1), основанный на построении специальным образом интерпретированной и помеченной сети Петри (2). В графе операций используются вершины двух типов, изображаемых кружками (позиции) и прямоугольниками (переходы), в котором стрелками соединяются только вершины разного типа. В позиции графа помещаются метки (маркеры, точки), которые перемещаются из одних позиций в другие по определенным правилам, отображая динамику управляемого процесса. Размещение точек в позициях в каждый момент времени называется маркировкой графа; при задании графа всегда фиксируется его начальная маркировка.

Изменение маркировки (перемещение точек из позиции в позицию) происходит в результате выполнения (срабатывания) переходов, с каждым из которых сопоставлено некоторое внешнее событие. Переход срабатывает, если во всех его входных позициях (из которых ведут стрелки в переход) есть точки и, кроме того, наступает внешнее событие. При срабатывании перехода из каждой его входной позиции удаляется точка, а в каждую выходную позицию (в которую ведет стрелка из перехода) точка вносится.

При использовании графа операций как динамической модели функционирования, позиции соответствуют технологическим операциям реализуемым в объекте управления, а переходы - событиям, определяющим смену операций. Попадание точки в позицию означает начало операции, а ее удаление из позиции - конец операции. Таким образом, операция протекает во времени, переходы срабатывают мгновенно.

Позиции графа помечены функциями (коньюнкциями) сигналов на исполнительные механизмы и органы индикации объекта управления, а переходы функциями (коньюнкциями) сигналов от датчиков и органов управления.

На рис. 2 дан пример графа операций, отображающий работу системы для разбраковки деталей (см. рис. 1). Перечень сигналов от датчиков дан в таблице 1, перечень управляющих сигналов на исполнительные механизмы дан в таблице 2, операции, соответствующие позициям графа, указаны в таблице 3.

Таблица 1. Датчики.

Х1	Датчик крайнего нижнего положения
Х2	Датчик крайнего верхнего положения
Х3	Датчик крайнего правого положения
Х4	Датчик крайнего левого положения
Х5	Датчик поворота руки
Х6	Датчик поворота руки
Х7	Датчик захвата заготовки
Х8	Датчик кассеты
Х9	Цикловой пуск
Х10	Кнопка пуск
Х11	Датчик годности

Таблица 2. Исполнительные механизмы и органы индикации.

Y1	Сигнал движения робота вверх (вниз)
Y2	Сигнал поворота руки на 90°
Y3	Сигнал выдвижения (задвижения) руки робота.
Y4	Сигнал зажима (разжима) схвата руки робота.
Y5	Сигнал поворота кассеты.
Y6	Сигнал на индикацию - идет рабочий цикл станка.
Т1	Сигнал на запуск временной задержки.

Таблица 3. Позиции.

Позиции	Описание	Расшифровка позиций
P0	Исходное состояние. Система выключена. Рука задвинута.	_ х3 х4 _ х10
P1	Система включена Выдвижение руки к детали на кассетном накопителе рука.	_ х10 Х3 х4
Р2	Включение системы. Зажим детали.	х7
Р3	Крайнее левое положение руки робота. (задвижение руки). Осуществление контроля размера детали, программа временной задержки. Выдержка времени τ1.	_ х3 х4 τ1
Р4	Поворот кассеты деталей.	х8
Р5	Поворот робота на 90° к сортировочным бункерам.	_ х6 х5
Р6	Выключение механизма поворота кассеты с деталями по истечении времени τ2.	_ х8
Р7	Выдвижение руки, если размер детали соответствует норме (деталь годная)	_ х3 х4 х11
Р8	Разжим схвата.	Если деталь не годная _ _ х7х11 Если деталь годная _ х7
Р9	Задвижение руки робота.	х3 _ х4
Р10	Поворот робота на 90° к кассетному накопителю. Цикловой пуск	_ х6 х5 х9

Рис 2. Граф операций работы РТК

1. Секвенции.

Система коньюктивных секвенций СКС – аналитическая форма представления ПГО, упрощающая переход от первичного графического описания к управляющим программам и эффективная как при ручном (традиционном) программировании, так и при машинном синтезе управляющих программ.

При этом:

1. В левой части секвенциальных операторов содержится коньюнкция, состоящая из логических переменных, кодирующих позиции(P_i), из которых ведет данный переход(t_i) и логических переменных взвешивающих этот переход (x_i).

2. В правой части секвенциальных операторов содержится коньюнкция, состоящая из логических переменных, кодирующих позиции, в которые ведет данный переход и логический переход взвешивающих этот позиции(y_i).

Преобразование ПГО в виде секвенций эквивалентно с точки зрения управляющего алгоритма и соответствует принципу локальности преобразований.