Общие (ЛекцииМПУУ1), страница 5

- с проверкой попадания в заданную точку

- без проверки.

Для многих операций нужна плавная траектория, тогда используется управление без проверки.

Траектория более плавная, углы сглаживаются, движение более равномерное. При увеличении скорости сглаживание углов будет более существенное.

Момент перехода к следующей точке определяется программой (обычно в процентном соотношении от пройденного пути).

Промышленный робот PM01.

Назначение: сборка 3D, пайка (пространственная), механообработка, сварка(дуговая, точечная), окраска, склеивание, транспортировка.

Характеристики:

1. Номинальная грузоподъемность- 2.5 кг

2. Max грузоподъемность- 6 кг

(ограничивается настройками по току якоря двигателя)

1. Погрешность позиционирования- 0.1 (0.2)мм

2. Точность повторяемости-0.015 мм

(зависит от конфигурации руки)

1. Max линейная скорость перемещения - 500мм/с

(линейная скорость с сохранением ориентации схвата)

Для позиционного режима и движения по обобщенным координатам величина скорости будет означать масштабный коэффициент.

1. Число одновременно управляемых степеней - 6

2. Устройство управления: многопроцессорное- 7 процессоров: один на верхнем уровне управления и 6 приводных процессоров. Конструктивно можно добавить еще два процессора (процессор СТЗ, тактильный, сило-моментный). Рукоятка типа джойстика.

3. Способ управления: контурно-позиционный.

4. Способ программирования: аналитический с обучением. Программа на языке ARPS в виде текста. Используемые в программе положения задаются в режиме обучения.

Может работать в трех координатных системах:

• World-неподвижная декартовая система, связанная с основанием робота

• Tool-подвижная декартовая система, связанная с фланцем кисти

• Joint-обобщенная система координат

1. Приводы: электромеханический с ДПТ с независимым возбуждением от постоянных магнитов. 1-3 степени по 150 Вт, 3-6 степени по 50 Вт.

2. Датчики обратной связи: оптические фотоимпульсные двух номиналов - 220 и 250 им/об.

3. Датчик положения: потенциометр в следящем режиме не используется, нужен только для калибровки.

4. Число каналов связи с ТО (дискретные)-32 входа, 32 выхода.

5. Вес- 52 кг

Срок службы- 10 лет

Наработка на отказ-500 ч

1. Способы крепления - на полу, на потолке, на стене.

Кинематическая схема.

1-ая степень: вращение колонны, диапазон 320⁰

2-ая степень: качание плеча, диапазон 270⁰

3-ья степень: качание локтя, диапазон 270⁰

4, 5 и 6 степени образуют сферический шарнир, это узел-кисть.

4-ая степень: вращение кисти, диапазон 280⁰

5-ая степень: качание кисти, диапазон 200⁰

6-ая степень: вращение фланца кисти, диапазон 532⁰

Система координат: неподвижная система, связанная с основанием, поднятая на высоту.

У руки есть разные конфигурации:

-правая

-левая

-локоть вверх

-локоть вниз

-кисть вверх

-кисть вниз

Все движения робота должны быть плавными.

Особенности конструкции.

Конструкция монококовая. Еще есть стержневая (силовая).

Достоинство: конструкция жесткая, легкая, прочная.

Силовые модули

ПД - потенциометрический датчик

УМ - упругая муфта

Такая конструкция используется для кисти: 4,5 и 6 степени. Для 1-3 степени нет упругой муфты, а остальное - тоже самое. Для них мощность 150 Вт, для 4-6 степени по 50 Вт. ФИД может иметь либо 200, либо 250 дискрет на оборот.

Тормозная муфта, ФИД, ДПТ находятся на валу двигателя. ПД имеет редуктор (обычный пленочный ПД), в режиме слежения привода не используется, он необходим только для режима калибровки.

Муфта обычная, фрикционная. Нельзя перемещать робот руками, если муфты заторможены.

У ФИД есть оптический диск, Металлическим напылением нанесены дорожки (3 шт.) в виде прозрачных окошек. 1и 2 информационное, 3- один импульс на один оборот -индексная, необходима для калибровки робота. Информационные дорожки смещены на четверть периода. Это нужно для определения направления вращения.

ДПТ - коллекторный, возбуждение от постоянных магнитов, высокомоментный и низкооборотный. Передаточное отношение около 100, этого достаточно. Редукторы цилиндрические прямозубые (бывают конические), сделаны по высокому классу точности, полированы. У любого редуктора предусмотрено выбирание люфта. Для этого на поверхность выведено 3 люфта. Если передача плохая, то никак люфт не убрать. А вообще - уменьшают межосевое расстояние. Для этого одна из шестеренок фиксируется эксцентриком. Есть 3 отверстия:1-ое растормаживает эксцентрик, а другие два толкают эксцентрик то в одну, то в другую сторону. Необходимо сдвигать оси до тех пор, пока не начнется заедание, а потом чуть ослабить. Практически можно считать, что люфта нет, его не надо учитывать при расчете.

Упругая муфта служит для передачи направления вращения. Муфта состоит из цилиндра, она должна быть жесткой на кручение и мягкой на изгиб, очень долговечная.

Устройство управления Сфера – 36

У Сферы – 36 есть передняя и задняя панели. Система управления запрограммирована в ПЗУ, нет дополнительных носителей, нет операционной системы.

ВТУ – видеотерминальное устройство (монитор + клавиатура).

Блок модулей: процессорный блок. 7 модулей процессора.

Блок питания – блок вторичного питания. Первичное питание – 220 В.

Двигатели управляются с помощью широтно-импульсного преобразования (ШИП).

1

3

2

4

+40

Сериесное

сопротивление

ДТ

ДПТ

Блок развязки фильтрации – стабилизирует первичное (220 В) напряжение.

БПП – блок питания привода.

БВВ – блоки ввода/вывода.

Устройство Сферы – 36: накопитель на гибких магнитных дисках, терминал, канал ВУ (внешние устройства), пульт управления.

БВВ обеспечивают гальваническую развязку с внешними сигналами.

Панель управления:

где

СУ – система управления

ПРИВ – питание приводов

ВУ – внешние устройства

ПРУ – пульт ручного управления

Устройство верхнего уровня управления

МЦП – модуль центрального процессора (в блоке модулей).

ОЗУ – две штуки.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.

Модуль последовательного интерфейса (четыре канала):

1. Терминал

2. Накопитель на гибких магнитных дисках

3. Пульт ручного управления

4. ВТУ

Модуль ввода/вывода (МВВ) – обеспечивает связь между дискретными входами и выходами.

Модуль аналогового ввода/вывода (МАВ) – предназначен для оцифровки сигнала с потенциометра. Используется только в режиме калибровки (т.к. потенциометр используется только для калибровки).

Модуль связи (МС) – обеспечивает обмен между двумя уровнями. На Q-шине может быть только одно активное устройство. МС обеспечивает связь между различными Q-шинами.

МПИ – модуль последовательного интерфейса.

МВВ – 32 входа и 32 выхода (дискретные).

Привод:

МПП – модуль процессора привода. Программа управления в ПЗУ.

МУП – модуль управления приводом.

ШИП – мостовой усилитель мощности (здесь). А настоящее ШИП (широтно-импульсное преобразование) происходит в МУП. Каждая степень управления приводом содержит процессор привода и МУП.

Задачи: решаются на разных уровнях управления.

Всего два уровня управления:

1. Центральный уровень управления.

ARPS (АРПС) – язык управления. Интерфейс с оператором.

Решение прямой и обратной кинематических задач (обобщенные координаты: q, декартовы координаты). Обеспечение интерфейса с внешней ЭВМ. Работа с технологическим оборудованием. Загрузка и исполнение программ пользователя. В промышленной системе нельзя использовать винчестер в качестве операционной системы.

НГМД – хранение программ пользователя.

Режим калибровки: считается количество импульсов за один оборот. Потенциометр обеспечивает грубый отсчет. Для калибровки роторов используется специальная калибровочная таблица. Потенциометр с этой таблицей дает грубое положение. Точное положение фиксируется от индексного импульса.

1. Нижний уровень управления.

Задачи этого уровня: управление приводом, регулировка параметров движения (скорость, положение). В данном случае настраивается цифровая часть привода. Диагностика работоспособности привода. Информационный обмен с верхним уровнем управления. Обмен происходит в режиме прерывания. Необходимо обеспечить ПДП. Обмен сигналами на верхнем уровне происходит с периодом 10 – 20 мс. На нижнем – 2 мс. Нижний уровень – работа в прерываниях. Управление непрерывное. Центральный процессор имеет четыре разряда. Всего можно обеспечить 1 – 2 мс.

Приводной процессор (4 разряда) – 0,2 – 1 мс.

Модуль аналогового ввода/вывода – сигнал до 5 В.

АЦП имеет 12 разрядов.

Схема привода:

Широтно-импульсный сигнал подается на систему управления приводом.

Напряжение: 24 В

Ток до 2 А.

Модуль связи – предназначен для организации обмена между центральным процессором и приводами. Работает в режиме ПДП. Центральный процессор всегда ведущий.

В состав МУП входят: ОЗУ, ПЗУ, сам процессор и отдельные регистры.

Датчики: ФИД – фотоимпульсный датчик для управления приводам, ПД – потенциометрический датчик для калибровки.

Модуль связи – на линии только одно активное устройство – шина Q. В данном модуле указывается, к какому регистру мы адресуемся и что нужно делать.

Регистр состояния (176400):

15	14 13 12			11 10 9			8 7 6			5 4 3			2 1 0
			1												0

Разряды регистра:

6 – разрешение прерывания для ПДП.

7 – готовность ПДП, флаг.

8 – 10 – номер процессора привода.

Регистр прерываний:

15 8 7 0

0 – 7 – маска прерывания.

Страничная организация памяти:

15 8 7 0

Младшая часть – адрес на странице. Старшая часть – номер страницы.

Процедура обращения:

Необходимо указать номер страницы и адрес на странице. Например, нужно обратиться к пятому приводу: мы устанавливаем номер привода в регистр обращения к приводу. Идет запрос на прерывание данного привода. Происходит обмен данными между ячейкой памяти привода и центральным процессором. Обращение происходит один раз. Режим ПДП сбрасывается аппаратно, т.е. только к одной ячейке памяти.

15	14 13 12			11 10 9			8 7 6			5 4 3			2 1 0
1					1										1

20001: 11111101