Грузоподъемные и транспортные устройства Додонов (1004223), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Они способны управлять сложным адаптивным роботом, оснащенным, например, системой технического зрения. Микропроцессоры могут быть использованы для организации цифрового управления приводами, предварительной обработки сигналов а датчиков зрительной информации н для других делей.
Микропроцессорные комплексы различаются производительно- 192 Ь О. и и н а и и а Ф О В Л 18. Ннборн мннроедем Время вм. полневяя команд 1МКШ Чвело иМС в бавовом мп Потребляемая монвоеть, Вт тнп мякро. пронеееора Чвело рвбо. тнк ретветров Раарядноееь К-580 К-584 К-587 К-588 К-589 К-1883 8 4 4 16 2 8 6 8 8 16 11 18 0,75 0,38 0,05 0,05 0,725 1,0 1,8 О,1 1,4 стью, системой команд и составом микросхем сопряжения с объектом управления.
Основные параметры микросхемных наборов, получивших широкое распространение, приведены в табл. 18. Для использования в системах управления промышленных роботов удобен набор К-580. Система команд этого микропроцессора сходна с системой команд минивЭВМ СМ-З, СМ-4. В наборе имеются дополнительные микросхемы, обеспечивающие простое сопряжение с исполнительными механизмами робота. Серийно, выпускают следующие микросхемы: КР-580 ВВ55 — программируемый параллельный интерфейс связи с объектом управления; КР-580 ВВВ1 — программируемый интерфейс прямого доступа к памяти микропроцессора; КР-580 ВИ53 — программируемый таймер; КР-580 ВН59 — программируемый контроллер для управления прерыванием; КР-580 ВГ75 — программируемый контроллер электроннолучевой трубки.
На микропроцессорном наборе К-580 разработана и серийно выпускается ЭВМ СМ-1800. Для программирования микропроцессора К-580 имеется развитое обеспечение, включающее кросс- средства для отладки микропроцессорных программ малых и средних ЭВМ. Спецификой циклового робота является то, что он может быть представлен как конечный автомат, который характеризуется конечным множеством состояний входа У = (и„и„..., и,)— управляющие сигналы; конечным множеством состояний выхода у = (у„у„у„..., у ) — сигналы с датчиков; конечным множеством внутренних состояний Х = — (х„х„х,, ..., х„) — точки позиционирования; двумя функциями; функцией перехода ф; Х Х х У- Х и функцией выхода ф = Х х У- )т, т. е. К=(У,Х, У,ф,ф). Задание конечного автомата состоит в описании каждого из элементов, входящих в У, Х, 1т, ф, ф.
При этом функции ф, ф 194 могут быть заданы каи в виде таблицы переходов, таи и в виде графа. Так, например, для трехстепенного манипулятора соответствующие множества входящие в описание автомата„будут выглядеть следующим образом: У = (итв, иио и„, имр и„, ивв); Х (хн хв, ха хв ха~ хт ха)т = (Увв Уев Увы Увм Ум Увв). Функции перехода и выхода задаются следующими преобразованиями: ф:(х„и„)- х,; ф(хм и,в)- у„; (х„и„) — х; (х„и„) — у„; (х„и„) — х,; (х„х„) — у„; (х„и„) — х„(х„и„) — у ам Функция перехода ф конечного автомата в итоге определяется кинематической схемой манипулятора и может быть представлена в виде таблицы.
Таблица или граф перехода отражают возможное перемещение манипулятора. Для того чтобы захват манипулятора обошел заданные в процессе обучения точки позиционирования, необходимо сформировать соответствующую последовательность управляющих сигналов. Принципы построения устройства управления, которое реализует заданную систему функций переходов и выходов при соответствующей последовательности сигналов управления, в литературе описаны подробно. Примерами цикловых систем локального управления ПР являются унифицированные устройства управления УЦМ-ЗО, ЭЦПУ-5030, УЦМ-ббЗ и группового управления УЦМ-100.
На рнс. 143 приведена структурная схема серийно выпускаемого унифицированного устройства УЦМ-100 циклового управления. Система построена в виде набора функциональных узлов с общим управлением от центрального блока, реализованного на базе микроЭВМ. В качестве программоноснтеля используют энергозависимое ОЗУ на интегральных микросхемах и ПЗУ. Устройство имеет достаточно развитую систему команд (язык программирования), Современные ЭВМ, используемые для управления промышленными роботами, по типам интерфейса можно разделить на два больших класса: ЭВМ с интерфейсом (совокупностью аппаратных и программных средств для сопряжения ЭВМ с внешними устройствами) радиального типа и ЭВМ с интерфейсом магистрального типа.
В первой структуре в ЭВМ имеются специальные регистры данных и команд для внешних устройств. Каждое внешнее устройство использует свой собственный интерфейсный блок, называемый интерфейсной картой. В ЭВМ предусмотрены специальные команды управления внешними устройствами. Для реализации высокоскоростного обмена информацией организуется специаль- 195 дпг дапм ипад ыанипрляпсада йа ппидады папипрля.паул К ЛЖ даихпяг упадая а) Рис. 143. Структурная схема устройства пиклового управления йцМ-100с а система увреввеввв ПР; б — свесь всех устройств в увреввевве ПР ный канал прямого доступа в память (ПДП), обслуживаемый специальной интерфейсной картой. Среди отечественных ЭВМ, используемых для управления роботами, интерфейс радиального типа имеют роботы М-6000, «Электроника-100», СМ-1, СМ-2.
Другой тип интерфейса применяют в ЭВМ с магистральной структурой. Магистраль — это единственная система шин в ЭВМ, связывающая между собой процессор и все внешние и запоминающие устройства. Для организации стандартизованного цикла обмена информацией с магистралью каждое внешнее устройство снабжено контроллером. В СССР выпускается несколько типов 196 мини- и микроЭВМ о магистральным интерфейсом: СМ-З, СМ-4, «Электроника-100725; «Электроника-100-16», «Электроника-60», «Электроника-НЦ80», «Электроника-70». Интерфейс каждого из указанных устройств имеет свои преимущества и недостатки. Преимущества радиального интерфейса: схемы карт обмена информацией несложны и содержат небольшое число микросхем; число сигнальных шин, связывающих внешнее устройство с интерфейсной картой, минимально.
Его недостатки: усложнение центрального процессора из-за необходимости обслуживания им интерфейсных карт; разнообразие интерфейсных карт, так как каждая из них «обслуживает» только свое специфическое устройство; невозможность подключить к процессору большое число внешних устройств одновременно; невозможность организовать внепроцессорный обмен данными между различными внешними устройствами; необходимость использовать специальные процессорные команды управления внешними устройствами, особые для каждого устройства. Интерфейс ЭВМ, как правило, прямой связи с системой управления робота не имеет.
Для взаимодействия между ними используют дополнительное звено, называемое устройством сопряжения о объектом (УСО). Оно преобразовывает сигналы интерфейса в аналоговые и дискретные, используемые в следящих приводах и системах. Широко распространенгя УСО, выполненные в системе КАМАК (ГОСТ 26.201 — 84*) (информацнонно-измерительная система, обеспечивающая сопряжение совокупности ЭВМ и внешних устройств, построенная по модульному принципу). Система включает несколько стандартных элементов: конструкцию, интерфейс, шины и сигналы, источники питания, программное обеспечение и др., которые обеспечивают полную сопрягаемость блоков и устройств, возможность развития и расширения систем, набор реализованных по этим нормам модулей (аппаратиых и программных).
Задача системы КАМАК вЂ” организация программно-управляемого обмена между модулями и ЭВМ. Основной элемент системы КАМАК вЂ” функциональный модуль — конструктивно завершенное устройство, выполняющее функцию обработки данных, но не имеющее источника питания. Следующая структурная единица системы — крейт, объединяющий группу функциональных модулей, а также контроллер. Обмен информацией в пределах крейта осуществляется по стандартной магистрали. Сопряжение крейтов с ЭВМ осуществляется несколькими способами, Это может быть обмен информацией между крейгами (до семи) и ЭВМ через стандартное сопряжение— драйвер ветви: контроллеры крейтов соединяют цепочкой один за другим, а последний — с драйвером ветви.
Позиционные системы управления. Позиционные системы управления роботами относят к общему классу систем автоматизированного управления, поэтому все классификационные при- 197 знаки последних справедливы и для позиционных систем. Основ-; ными техническими характеристиками систем управления, относящихся к данному классу, являются: число управляемых координат — три ... восемь, объем памяти программ (кадров) — 100 ... 2500, число технических команд обмена информацией с внешним оборудованием — 15 ... 128, тип привода — следящий или ди. скретный. По способу обработки информации (последовательная или параллельная обработка координатных перемещений) позиционные системы строят по структуре с центральным вычислителем и а децентрализованной структурой, когда вычислитель входит в состав каждого «координатного» блока.
В качестве при мера систем о централизованной структурой может служить унифицированное устройство УПМ-772 позиционного числового программного управления. Основным программоносителем в системе УПМ-772 является кассетный накопитель на магнитной ленте, который совместно со своим блоком управления осуществляет прием, хранение и выдачу по запросу на МПА требуемой программы.
Контурные системы управления. Контурное управление ис-' пользуют в роботах, рабочий орган которых движется по траектории (линии, дуге). В качестве управляющего устройства ПР используют унифицированное контурное устройство УКМ-772 управления, которое построено на базе микроЭВМ «Электрони ка-б0». Для роботов, оснащенных системой технического зрения, применяют адаптивные системы управления. Примером может служить система управления роботом ПУМА (см. рис. 135, в). Обработка визуальной информации и управление движения робота решены здесь на основе использования двух микроЭВМ.
Структура системы управления приведена на рис. 143, б. Здесь ЭВМ размещены в блоках 3 и б. Имеются дисплейные терминалы 1 и 4 и пульт 2 обучения. Визуальную систему обслуживают тремя телекамерами — ТВ1, ТВ2 и ТВЗ. Процессор 5 визуальной обработки определяет координаты деталей и передает их в устройство управления движением робота. Промежуточные результаты работы системы технического зрения контролируются на дисплейном индикаторе б. В системах управления роботами используют различные типы датчиков. В качестве датчиков обратной связи по положению или перемещению используют проволочные потенциометры, индуктивные и индукционные (типа вращающихся трансформаторов) электрические машины, фотоэлектрические сигналы-импульсы и кодовые преобразователи, а также контактные и бесконтактные путевые микровыключатели. Наибольшее применение в системах управления промышленных роботов получили фотоэлектрические датчики двух типов: кодовые и импульсные, Импульсные датчики являются фотоэлектрическими устройствами с дисковым ротором, угол поворота 198 которого преобразуется в последовательность импульсов определенной полярности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
