Общие (ЛекцииМПУУ1), страница 4

Одинаково для любого из двух схватов. Исполнительныйорган – пневмоцилиндр с пневмораспределителем.Передача: рейка-шестерня + червячная передача.Датчики:1.Датчик на захвате детали.2.Датчик на захвате заготовки.20Функциональная схема устройства управленияУУЦП«Электроника-60»ТаймерЦПОЗУПЗУДисплейУПОQ –busУПВВ1УПВВ2БРКонц. датч.Б.УсДПТПневмоприводыД. путиТокарн. станокДля данной задачи вполне достаточно иметь жесткий таймер на 50 Гц.ОЗУ – системное ОЗУ. Там же еще есть системное ПЗУ.

У данных процессоров два типапамяти: системная и пользователя. Здесь системное ОЗУ – 4 килослова.ПЗУ – 4 килослова.УПО – устройство последовательного обмена – для связи с дисплеем.УПВВ – устройство параллельного ввода/вывода. Каждое из двух УПВВ имеет 16 входови 16 выходов.БР – блок реле. С БР сигнал поступает на ДПТ и привод.Датчики:1.Концевые датчики.2.Датчики пути.Согласование с ТТЛ.Б.Ус – блок усилителей. Служит для связи с токарным станком. 24В, до 20 Вт.Команды управления роботом и станкомВсе управление осуществляется через устройство параллельного ввода/вывода.Регистр вывода: 167772.1514131211109876543210Разряды регистра:0 – перемещение влево вдоль оси X1 – перемещение вправо вдоль оси X.212 – скорость по оси X: 1 – медленно0 – быстро4 – перемещение назад вдоль оси Y.5 – перемещение вперед вдоль оси Y.6 – скорость по оси Y.12 – схват детали закрыть.13 – схват детали открыть.14 – схват заготовки закрыть.15 – схват заготовки открыть.Регистр вывода:151413121110987654321010Разряды регистра:0 – поворот нулевой к станку.1 – поворот к кассете.2 – ротация схвата (Ед), т.е.

деталь перевести в горизонтальное положение.3 – Ез, т.е. перевести заготовку в горизонтальное положение.5 – перемещение вниз вдоль оси Z.6 – перемещение вверх вдоль оси Z.7 – скорость по оси Z.9 – разжать деталь в патроне станка.10 – зажать деталь в патроне станка.11 – пуск программы ЧПУ станка.12 – пуск шпинделя станка.13 – ответ станка (запрос к станку).Регистры ввода сигнала (от оборудования).15141312111098765432Разряды регистра:0 – схват детали закрыт (срабатывает концевой датчик).1 – схват детали открыт.2 – схват заготовки закрыт.3 – схват заготовки открыт.4 – сигнал ротации схвата ез (заготовка в горизонтальном положении).5 – сигнал ротации схвата ед (деталь в горизонтальном положении).6 – концевой датчик Zвв (вверх).7 – стоп у станка (вс).8 – стоп у кассеты (вк).9 – Yвп (степень выдвинута).10 – Yнз (степень втянута).11 – Xвл (степень влево).12 – Xвп (степень вправо).22Регистр ввода: 1677641514131211109876543210Разряды регистра:0 – патрон станка разжат.1 – патрон станка зажат.3,4,5 – крыльчатки (X*,Y*,Z*).6 – конец обработки на станке.Пример:Управление по одной степени.

Для примера возьмем степень Y. Шаг: 0,4 мм наимпульс. Перемещение в миллиметрах надо пересчитать в импульсы. Введем следующиеобозначения: y=0 – текущее смещение по оси Y. S=0 – флаг (1 бит) – признак торможения.Если S=1, то степень находится в режиме торможения. ∆y – заданное число импульсов пооси Y с учетом хода после торможения (с коррекцией). ∆y1 – без коррекции.

Таймернеобходим для фиксации времени окончательного торможения.Алгоритм.Процедура А.нетy*: 0→1?даy=y+1нетy*: 1→0?да23вперёдбыстро1Vy=0yвп=1yнз=0s=0; y=0; ∆y167772/40нет167764[4]y*=y*+1 ?Ада1y=y+1да167774[9]=1 ?Yвп=1 ?нетостанов,авариянетs=1 ?нетданетy=∆y ?нахожусь яв режиметорм., илинет?t>tост ?дада1677210даy=∆y ?s=1; t=0.нетвыходy>∆y1 ?нет (не дошли)s=0; ∆y1=∆y1-y∆y=∆y1167772/1401да (переключили)s=0; ∆y=y-∆y1; y=0167772/120двиг.медл.назад∆y=∆y11Yнз=124Позиционные системы управленияВ позиционных системах управления каждая степень имеет большое количество точекпозиционирования.

Гарантируется попадание в заданную точку и перемещение снеобходимой скоростью. Траектория схвата от точки к точке схвата не обеспечивается.Привод может строиться с помощью следящих приводов и разомкнутых систем на базешагового двигателя. Конструкция шагового двигателя определяет количество точекпозиционирования. Датчики обратной связи обычно не используются. Необходимо иметьконцевые датчики на крайнее положение каждого звена – как минимум, один концевойдатчик.

Концевые датчики нужны для определения начального положения (провестикалибровку каждой степени) и аварийный выход на упор. Пара датчиков нужна дляопределения исправности привода (количество шагов двигателя между двумя крайнимиположениями должно соответствовать заданному). Для обеспечения динамическиххарактеристик необходимо обеспечить режим «разгон-торможение». Теоретическинеобходимо обеспечить закон трапеции для скорости.Позиционная система на базе следящих приводовОбычно используются бесколлекторные двигатели. Теоретически могутиспользоваться аналоговые датчики (потенциометры, тахогенераторы и другие).Потенциометры в современных системах используются только в режиме калибровки, еслитеряется информация о текущем положении при включении питания.

Иногдаиспользуются тахогенераторы. Обычно они работают совместно с кодовыми датчиками.Кодовые датчики ставятся на выходном валу (в шарнире звена) и дают положение звена вполном диапазоне его перемещений. Выходной сигнал в виде кода. Позиционные датчикидают положение в виде бинарного кода (обычно это код Грея).Достоинство: знание абсолютного положения.Недостаток: при тех же технологических возможностях изготовления более низкаяточность.Фотоимпульсные датчики ставятся на валу двигателя. Далее – механическаяпередача. Эти датчики имеют минимум две дорожки.

Самый простой датчик имеет однудорожку.Недостаток: нельзя определить направление движения (знак скорости).Используются двухдорожные датчики: окошечки сдвинуты друг относительно другана четверть периода. Тогда при вращении можно определить направление перемещения.Достоинства: простота, дешевизна, меньшие габариты.

Можно получить кодскорости без использования отдельного датчика скорости. Можно получить высокуюточность с относительно небольшим количеством импульсов датчика.Недостаток: информация об абсолютном положении звена теряется приотключении питания. Поэтому требуется обязательно производить калибровку каждогозвена для определения его положения. При калибровке чаще всего используютпотенциометр, который дает грубое положение. А точное положение дает импульсныйдатчик. «Суммируем» грубое и точное положение и получаем результат.25Законы управления по каждой степени подвижности.Обеспечение трапециидального закона по скорости.I- разгонII- движение с V=constIII- торможение.Угол a ограничен моментом (током).Сглаживают, чтобы не было бросков потоку (не было дерганий).В системах управления обычно предусмотрены 2 режима:- с проверкой попадания в заданную точку- без проверки.Для многих операций нужна плавная траектория, тогда используется управление безпроверки.Траектория более плавная, углы сглаживаются, движение более равномерное.

Приувеличении скорости сглаживание углов будет более существенное.Момент перехода к следующей точке определяется программой (обычно в процентномсоотношении от пройденного пути).Промышленный робот PM01.Назначение: сборка 3D, пайка (пространственная), механообработка, сварка(дуговая,точечная), окраска, склеивание, транспортировка.Характеристики:1.

Номинальная грузоподъемность- 2.5 кг2. Max грузоподъемность- 6 кг(ограничивается настройками по току якоря двигателя)3. Погрешность позиционирования- 0.1 (0.2)мм4. Точность повторяемости-0.015 мм(зависит от конфигурации руки)5. Max линейная скорость перемещения - 500мм/с(линейная скорость с сохранением ориентации схвата)Для позиционного режима и движения по обобщенным координатам величинаскорости будет означать масштабный коэффициент.6. Число одновременно управляемых степеней - 67.

Устройство управления: многопроцессорное- 7 процессоров: один на верхнемуровне управления и 6 приводных процессоров. Конструктивно можно добавить26еще два процессора (процессор СТЗ, тактильный, сило-моментный). Рукоятка типаджойстика.8. Способ управления: контурно-позиционный.9. Способ программирования: аналитический с обучением. Программа на языке ARPSв 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 координат10. Приводы: электромеханический с ДПТ с независимым возбуждением отпостоянных магнитов. 1-3 степени по 150 Вт, 3-6 степени по 50 Вт.11.

Датчики обратной связи: оптические фотоимпульсные двух номиналов - 220 и250 им/об.12. Датчик положения: потенциометр в следящем режиме не используется, нужентолько для калибровки.13. Число каналов связи с ТО (дискретные)-32 входа, 32 выхода.14. Вес- 52 кгСрок службы- 10 летНаработка на отказ-500 ч15. Способы крепления - на полу, на потолке, на стене.Кинематическая схема.1-ая степень: вращение колонны, диапазон 32002-ая степень: качание плеча, диапазон 27003-ья степень: качание локтя, диапазон 27004, 5 и 6 степени образуют сферический шарнир, это узел-кисть.4-ая степень: вращение кисти, диапазон 28005-ая степень: качание кисти, диапазон 20006-ая степень: вращение фланца кисти, диапазон 5320Система координат: неподвижная система, связанная с основанием, поднятая на высоту.У руки есть разные конфигурации:-правая-левая-локоть вверх-локоть вниз-кисть вверх-кисть внизВсе движения робота должны быть плавными.Особенности конструкции.Конструкция монококовая. Еще есть стержневая (силовая).Достоинство: конструкция жесткая, легкая, прочная.27Силовые модулиПД - потенциометрический датчикУМ - упругая муфтаТакая конструкция используется для кисти: 4,5 и 6 степени.

Для 1-3 степени нетупругой муфты, а остальное - тоже самое. Для них мощность 150 Вт, для 4-6 степени по50 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 необходимтолько для режима калибровки.Муфта обычная, фрикционная. Нельзя перемещать робот руками, если муфтызаторможены.У ФИД есть оптический диск, Металлическим напылением нанесены дорожки (3шт.) в виде прозрачных окошек. 1и 2 информационное, 3- один импульс на один оборот индексная, необходима для калибровки робота.