Часть1 (Рябов В.Т. - Комплексная разработка механических, электронных и программных компонентов ТО), страница 4

Такая САУ зарекомендовала себя, как достаточно надежная ипростая. На перепрограммирование цикла требуется уже несколько минут.К1К25U6Кулачковый барабан7х1х2х3M1234Рис. 1.7.Использование электрического сигнала для управления клапанами увеличило возможности САУ. Так, сигнал о том, что кинескоп бракованный можно вводить и обрабатывать вцепях управления клапанами и тем самым добиться того, чтобы бракованный кинескоп тожеразгружался, но в другую зону.Цикл управления такой системы также является жестким и синхронным. Его длительность задается частотой вращения двигателя.Система, как и ранее рассмотренные, не может реализовать потенциальные возможности приводов по быстродействию, поскольку момент окончания каждого перемещения нефиксируется.

Длительность на каждую операцию при разработке циклограммы выбирается сзапасом, так, чтобы она с достаточной вероятностью окончилась бы даже при пониженномдавлении в пневмосети, при утечках в пневмоцилиндрах, некачественной смазке и др.Г. Система управления на жесткой логике. Если снабдить каждый привод датчикамиположений рабочих органов, можно будет фиксировать завершение операций и тем самым повысить быстродействие. В качестве датчиков в данном случае можно использовать конечные выключатели или герконы (герметичные контакты, управляемые магнитным полем). Суть САУ нажесткой логике в том, что последовательность работы объекта зашита в схеме, обрабатывающейсигналы и выдающей команды на приводы.

Эта схема может быть собрана на контактнорелейнах компонентах или на интегральных схемах малой степени интеграции.На рис. 1.8,а) показано расположение датчиков рассматриваемого нами робота. Анализируя сигналы с датчиков положения руки Х, система управления должна выдавать командыУ на соответствующие приводы. При этом возможны два случая. В первом (рис.

1.8,б) команды У зависят только от присутствующих в рассматриваемый момент сигналов Х. ТогдаСАУ представляет из себя комбинационную логическую схему (КЛС).Во втором, (рис. 1.8,в) команды, выдаваемые в каждом такте управления, зависят, какот присутствующих сигналов, так и от состояния системы Si-1, где i- номер такта управления.Такие схемы называются последовательностными. Они могут, помимо обеспечения асин-13хронного быстродействующего цикла, могут выполнять ряд сервисных функций по диагностике отказов и выявлению причин неисправностей.У4X1-X3Х4У1 Х5Х9а)КЛСX4-X9Х6У2Х7Х8У1-У4У5б)ХПСУ{S(i-1), X}S(i-1)У3Памятьсостоянийв)Рис.

1.8. Робот с САУ на жесткой логике. а) схема исполнительных элементов; б) САУ, каккомбинационная логическая схема; в) САУ, как последовательностная схема.При равном количестве входных сигналов, последователностные схемы обеспечиваютбольший диапазон реакций, чем комбинационные. Имеющегося в нашем примере комплектасигналов не достаточно для построения САУ, как КЛС. Например, входному набору Х1=1,Х2=0, Х3=1, Х4=0, Х5=1, Х6=1, Х7=0, Х8=1, Х9=0 (годный кинескоп присутствует на позиции, есть тележка накопителя, рука робота вытянута, поднята и повернута к накопителю) может соответствовать два набора команд, приведенных в табл. 1.1.Таблица 1.1.У1У2УЗУ411101001Номера команд соответствуют обозначениям на рис.1.8, а).

Набор в верхней строкетаблицы означает поворот к конвейеру с выдвижением поднятой руки при начале новогоцикла, в нижней строке - опускание выдвинутой руки при разгрузке кинескопа в тележку накопителя. Дело в том, что появление очередного кинескопа в зоне загрузки, пока цикл перегрузки еще не окончен, вполне возможно и даже весьма вероятно, поскольку разгрузка с конвейера на реальных технологических линиях по производству цветных кинескопов осуществляется тремя последовательно установленными у конвейера роботами. Какой сигнал нужнодобавить, чтобы для управления применить КЛС?Последовательность работы КЛС описывают таблицей истинности, определяющей соответствие входных Х и выходных У сигналов.

Эта таблица является основой разработкиКЛС. Дело инженера-механика - задать требуемую циклом управления таблицу, а инженерасхемотехника - разработать соответствующую ей схему.Для описания работы последовательных схем применяют граф переходов и таблицувыходов. Задать описание – задача инженера механика. Начинают с выделения типовых состояний объекта управления. Граф переходов и таблицу выходов затем несколько раз преобразуют в вид, удобный для схемотехнической реализации с целью последующей разработкиэлектрической схемы САУ.

Это уже pa6oтa инженера-схемотехника.14Инженеру механик должен начинать с наиболее ясного и наглядного описания, позволяющего легко проследить, должным ли образом работает объект.За состояния удобно принять те промежутки времени, когда на выходах схемы присутствует неизменный набор команд. Примем следующий набор состояний:− 0 - исходное состояние робота, с поднятой и втянутой рукой, повернутой в сторону накопителя; он ожидает сигнала о наличии годного кинескопа и тележки накопителя;− 1 - старт загрузки - выдвижение руки и поворот к конвейеру (Выдв*Пвр);− 2 - опускание повернутой и выдвинутой руки на кинескоп на конвейере (Опск);− 3 - включение вакуумной присоски и задержка времени на захват кинескопа (Здрж*Прс);− 4 – подъем руки робота (Пдм);− 5 - втягивание поднятой руки с кинескопом (Втг);− 6 - поворот руки к накопителю (Пвр);− 7 - выдвижение руки (Выдв);− 8 – опускание (Опск);− 9 - напуск воздуха в присоску, подъем руки и втягивание, выдача команды на старт тележки У5 (Втг*Пдм*Прс).Автоматный граф робота перегрузчика и таблица его состояний, содержащая переченьвыдаваемых в каждом из состояний робота команд приведена на рис.

1.9.Кружками на графе обозначены состояния, стрелками - переходы. Рядом с каждойстрелкой указано условие перехода.Приведенный граф является упрощенным, он показывает только реализацию функцийуправления рабочим циклом робота. В каждом состоянии анализируется ограниченный наборсигналов. Граф можно дополнить аварийными состояниями, если в каждом из основных состояний расширить анализируемый набор и выявлять аварийные ситуации.x1*x2*x3x1*x2*x3х5*х6Состояниеx4*x909х71х5*х6X7x4*x9х78х42X7х47Задержка3Задержках86х5х645х8х6х5У1У2У3У4У50 Исходное010001 Выдв*Пвр111002 Опск.101003 Здрж*Прс101104 Пдм111105 Втг.011106 Пвр010107 Выдв110108 Опск100109 Втг*Пдм*Прс01001Рис. 1.9.Хорошо проработанный граф должен отличаться полнотой анализа ситуаций, непротиворечивостью переходов - одни и те же ситуации не должны вести в разные состояния.

Недолжно быть тупиковых состояний, необходимо предусматривать пошаговую отработку команд для реализации режима наладки. Особое внимание следует обращать на процесс вы-15ключения. Ординарное (неаварийное) выключение робота необходимо производить в исходном состоянии, чтобы при включении он не выполнял никаких движений, переходя в исходное состояние.Схемы на жесткой логике применяют для управления объектами, когда переналадка ненужна или незначительна и может быть реализована без схемных изменений.

В настоящеевремя схемы на жесткой логике все более вытесняются простыми микропроцессорными контроллерами, для программирования которых используют языки, построенные на основе илиавтоматных графов или языки контактно-релейных схем. Мы позже рассмотрим пример использования такого контроллера, а пока продолжим рассматривать варианты реализацииСАУ роботом в историческом аспекте, так, как эти схемы появлялись и развивались.Д. САУ со штекерной панелью.

На следующем этапе развития основной проблемой являлось перепрограммирование контактно-релейных схем и для устранения этой трудности былиразработаны САУ со штекерной панелью (рис.1.10).Основой схемы САУ является генератор импульсов, вырабатывающий прямоугольныеимпульсы с заданной частотой. По своему функциональному назначению он эквивалентендвигателю САУ с командоаппаратом (см. рис. 1.4.).

Счетчик СТ предназначен для счета этихимпульсов. Он обнуляется и инициируется к счету сигналом низкого уровня, подаваемым синвертирующего выхода D-триггера на . К входу D этого триггера подключена уже известнаянам цепочка из инвертора и ячейки "И", формирующая сигнал X 1i X 2i X 3 .Записывается информация в D-триггер, если счетчик находится в нулевом состоянии.Выходы счетчика подключены к дешифратору DC "один из шестнадцати", который в зависимости от приходящего на его вход двоичного числа заземляет соответствующий выход (устанавливает на нем логическое состояние 0), поддерживая на остальных сигналы высокогоуровня.X9X81X7И1 X6X5X41И2X3X2X11+5V&R1&ГИ&DQCQ+1 CT 124R8R1R1R1R11 DC 021428R1R23...15ФКРис.

1.10.У1У2У3К1У4У5К2Выходы дешифратора образуют горизонтальные шины штекерной панели, вертикальные шины подключены к формирователю команд У1-У5, подающему их на соответствующиемеханизмы. При счете последовательно заземляются горизонтальные шины и через диодыподаются соответствующие команды на механизмы манипулятора, что эквивалентно вращению распределительного вала систем с командоаппаратами. Однако "двигатель" здесь безинерционен и может оперативно включаться и выключаться на каждую шестнадцатую долю"оборота". Для этого служит ячейка "И", подключенная к счетному входу +1 счетчика СТ.Если в какой-либо паре конечных выключателей Х (рис.