Общие (ЛекцииМПУУ1)

Классификация промышленных роботов.по способу организации управления: автоматические дистанционно-управляемыеАвтоматические промышленные роботы - работают по программе, без участиячеловека. Наладчик производит отладку, разрабатывает программу.Дистанционно-управляемые промышленные роботы- управление роботом с участиемчеловека (с помощью задающих рукояток, традиционно, трёхстепенных). Программарешает прямую и обратную кинематические задачи.по принципу управления: программные адаптивные интеллектуальныеПрограммные промышленные роботы - работают по жесткой, заранее заложеннойпрограмме; допускается изменение порядка выполнения программы- программыветвления (сигналы технологического оборудования – обыкновенные сигналы да/ нет).Адаптивные промышленные роботы - приспосабливаются к изменениям внешнейсреды (рабочей зоны), имеют сенсорные датчики (СТЗ, сило-моментные системы),программы адаптации должны быть заранее составлены.Интеллектуальные промышленные роботы - конечная цель операции заранеенеизвестна, но известен набор объектов с их характеристиками и алгоритм работы скаждым объектом, имеется решающее правило, которое позволяет перепланироватьдействия (знания накапливаются).Классификация устройств управления.Устройство управления - устройство, которое служит для формирования и выдачиуправляющего воздействия на исполнительные устройства в соответствии с управляющейпрограммой.Наиболее распространенная классификация по принципу позиционированиярабочего органа.

Устройства управления делятся на 3 вида: цикловые позиционные контурныеЦикловые устройства управления – простые, работают по механическим упорам,которые оснащены концевыми датчиками. Производится программированиепоследовательности перемещения каждого звена, число точек позиционированияограничено. В общем случае перемещение каждого звена ограничивается начальным иконечным упорами. Существуют роботы, у которых есть промежуточные упоры.Обычно имеют либо пневматические, либо гидравлические приводы,электромеханические приводы редки.Пневматические приводы - скорость меньше, высокая точность позиционирования,более просты в обслуживании, подключаются к одному трубопроводу, дешевые(штамповочный пресс).Гидравлические приводы- дорогие гидростанции, нужна высокая скоростьперемещения и большая грузоподъемность (роботы для загрузки мартеновских печей).Позиционные устройства управления - каждая степень имеет много точекпозиционирования, количество определяется конструкцией датчика, диапазоном.Погрешность датчика- 0.1 мм, используются либо шаговые двигатели (ставят концевыедатчики, которые проверяют пропуск шага, проводят начальную калибровку), либоследящие приводы (наиболее универсальные, системы управления более сложная).Управление по жесткой программе, по обобщенным координатам (отдельным степеням).Позиционная система управления обеспечивает переход из начальной точки в некоторуюконечную, гарантируется только попадание в конечную точку, перемещение возможно с1разной скоростью, не гарантируется отработка траектории между начальной и конечнойточками.

Накладывается ограничение по объему программы, количеству точек. Переходпо шагам может влиять на величину перемещения. Число шагов должно быть соизмеримос погрешностью операции.Контурные устройства управления - строятся на следящих приводах, ихотличительная особенность - обеспечивают траекторию движения из начальной точки вконечную.Очень часто используются комбинированные системы управления (контурнопозиционная система управления - перемещение по позиционному закону и контурномузакону).Методы программирования. обучениедостоинство: простотанедостаток: сложно создать программу аналитическийпрограмма в виде текста на робото-ориентированном языкедостоинство: легко создавать программынедостаток: необходимость аналитического задания координат точек комбинированный (аналитический с обучением)программа на робото-ориентированном языке, координаты в режиме обучениядостоинство: не надо всегда задавать точкинедостаток: сложность переобученияОбобщенная структурная схема автоматизации роботов.Четыре уровня управления: исполнительный тактический стратегический (адаптивный) интеллектуальный2ЧеловекИнформационнаясистема4.

интеллектуальный уровеньЭВМисполнительногоуправленияИнформационнаясистема.Устройство вводавывода3. стратегический уровеньЭВМ адаптивногоуправленияИнформационнаясистемаУстройство вводавывода2. тактический уровеньЭВМпрограммногоуправленияИнформационнаясистемаУстройство вводавывода1. исполнительный уровеньСледящий приводДатчикиобратной связиОсновная задача исполнительного уровня - управление каждой степенью.Следящий привод - замкнутая обратная связь по положению и по скорости.Корректирование обратной связи по скорости, может быть по ускорению.Рассмотрим сложную систему.Датчик обратной связи - датчик цифровой, иногда используется датчик скорости. Датчикиобратной связи делятся на 2 группы - фотоимпульсные и кодовые.Кодовые датчики - диск, много дорожек. Стоит после редуктора, дает абсолютноеположение.

Если отключить робота, то информация о положении не теряется. Вместе скодовым датчиком ставят тахогенератор.Недостатки: меньшая точность, неточный код скорости, т.к. стоит на выходном валуФотоимпульсные датчики - ставят на вал двигателя, оптический диск сметаллизацией. Существует дорожка 1имп/об, 2 информационные дорожки, определяетсязнак скорости.

Если отключить питание, информация об абсолютном положении теряется.Необходимо выполнить процесс калибровки, тогда определяется абсолютное положение,а так работать в декартовой системе координат невозможно.3Достоинства: большая точность, позволяет получить код скорости, поэтому скоростнойдатчик не нужен, можно определить временной интервал.Современные следящие приводы реализуются на базе микроконтроллеров.На тактическом уровне происходит координация движения всех степенейподвижности, организация синхронного управления. Решаются прямая и обратнаякинематические задачи.

Реализуется программное управление, работа по жесткойпрограмме. Гибкость-ветвление по программе. Датчики- средства ввода-вывода, выдачасигналов для управления технологическим оборудованием. Информационная системаСТЗ.Стратегический уровень (адаптивный):адаптация по зрению, сило-моментное, тактильное очувствление (ощущение - головки,щупы). Информационные системы - СТЗ, сило-моментное, тактильное очувствление.Устройства ввода-вывода - обыкновенные устройства. Задачи - планирование действий сучетом изменения рабочей сцены (координаты, силы и момент). Программноеобеспечение не жесткое, интеллекта еще нет.Интеллектуальный уровень - информационные системы те же, не нужны датчикиобратной связи.

Задачи - решение заранее не запрограммированных задач, которыеформально еще не описаны. Человек может иметь изображение (зрение и ощущение),информацию о силах и моментах.Цикловые системы управления.Программирование циклового робота:I этап- установка механических упоров для каждого звена (гаечным ключом).II этап- задается последовательность перемещений отдельных звеньев, выдача и приемсигналов от технологического оборудования, ввод информации с датчика, используемаяинформация дискретного вида. Величина перемещения определяет смещениемеханического упора (max перемещение), управление приводом строится поразомкнутому циклу.

Динамика робота: обеспечение простого механическогорегулирования. Скорость перемещения регулируется дросселем, подход к упорам задаетсядемпфером.Существует два основных принципа для циклических роботов: путевой принцип - окончание перемещения фиксируется по срабатыванию датчика временной принцип - окончание перемещения фиксируется по таймеру, нетребуется фиксация конечного положения.4Блок-схема.ЭВМПУТОБУПРУТОБС с ТОБВВБС с МППНУПППУ1У2Д1Д2ПУ – панель управленияПРУ - пульт ручного управленияБУ - блок управленияПН - программный носительБВВ - блок выдержек времениТО - технологическое оборудованиеУУП - устройство управления приводомП - приводУ1, У2 - упорД1,Д2 - датчикБС с МП - блок связи с манипуляторомОсновной блок системы - БУ.

В его задачи входит взять программу из ПН,дешифрировать ее и по заданному управлению выдать ее на другие устройства. БУконечный автомат. Работа осуществляется по жесткому циклу.Вспомогательные функции: тестирование устройства во время работы, связь с ЭВМверхнего уровня управления.ПН служит для набора и хранения программ управления и последовательности ихисполнения.ПУ для задания режимов работы робота, осуществляет пуск-останов программы,отображает информацию о роботе лампочками.ПРУ служит для обучения перемещению (дистанционное устройство).5БВВ задает интервал времени для организации временного принципа управления,это и устройство управления, и технологическое оборудование.БС с ТО для обмена информацией с технологическим оборудованием, можетработать и по путевому, и по временному принципам.БС с МП для организации интерфейса с манипулятором.Режимы работы цикловых систем управления.Основной режим - автоматический, работает, пока не остановят.