Аппаратное и программное обеспечение (1088969), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Это позволяетинтерполировать отдельные участки траектории отрезками прямых и дугамиокружности , что существенно сокращает время обучения робота. Поэтому,как правило, применяют контурную систему управления в промышленныхроботах для дуговой сварки, хотя она сложнее и дороже позиционной.Программа выполнения операций дуговой сварки обычно вводится в памятьпромышленного робота оператором в режиме обучения. Для этого на первомэкземпляре узла намечают опорные точки линии шва, в которых меняетсяхарактер ее траектории. Оператор последовательно подводит горелку к этимточкам и нажатием кнопки «Память» вводит их координаты в системууправления с указанием характера траектории между ними: прямая, дуга.Одновременно в память системы вводится технологическая информация оскорости движения горелки и других параметрах режима сварки, порядкеперехода от одного шва к другому и т.д.При сварке с помощью робота нередко используют колебанияэлектрода.
Манипуляционная система промышленных роботов в сочетании ссистемой управления позволяет выполнять колебания горелки на любойтраектории. В условиях мелкосерийного производства отклонения размеровпри переходе от одного узла серии к другому могут оказаться настолькозначительными, что приходится каждый узел серии программировать заново. В этих случаях нашли применение промышленные роботы с иным способомобучения, занимающим меньше времени, чем программирование сиспользованием опорных точек.При обучении такого робота (типа «Apprentece» или МАС-2000)оператор устанавливает на горелку наконечник, подводит ее к месту началашва и вручную проводит горелку вдоль соединения так, чтобы наконечниккасался л ин и и сопряжения свариваемых деталей.
Сигналы от датчика,фиксирующего перемещения горелки, вводятся в систем у управления в видекоординат точек , отстоящих одна от другой на определенном расстоянии.Поскольку при обучении скорость перемещения горелки оказываетсягораздо выше реальной скорости сварки, то время обучения такого роботасущественно меньше времени самой сварки. Это позволяет вводитьиндивидуальную программу для каждого экземпляра изделия .
Роботы такоготипа обучения применяют при сварке протяженных швов вкрупногабаритных листовых конструкциях или при частой смене изделия .При этом сварные швы должны быть угловые, тавровые или стыковые свыраженной разделкой кромок, чтобы при обучении наконечник двигалсяточно по стыку.6.Основные принципы организации программного обеспеченияманипуляционных и мобильных роботовНесмотря на то, что интерфейс Centronics ориентирован наподключение принтера, при разработке нестандартных устройств дляподключения к Centronics его сигналы могут быть использованыпроизвольным образом.При сопряжении устройств с Centronics возникает проблема сразрядностью информационного обмена (см.
рис. 4.2.1.). Шина данныходнонаправлена, ее можно использовать только на вывод. Для ввода данныхпригодна лишь пятиразрядная шина состояния.Наиболее простой способ увеличения разрядности на ввод состоит вмультиплексировании принимаемых данных. Подробнее о решениепроблемы разрядности описано в [6].В [5] рассмотрены способы сопряжения посредствам платы ИС 8255PPI. Она имеет три 8-разрядных порта, которые могут быть сконструированынесколькими способами.Существует три режима работы (0, 1 и 2). В управляющий регистр PPIзаписывается 8-разрядное слово (байт), которое определяет режим инаправление потока данных. Это слово включается в программу перед любойкомандой.Режим 0 обеспечивает простые операции ввода и вывода данных дляпортов A, B и C (разделен на два порта по 4 разряда).Режим 1 обеспечивает обмен данными с портами A и B.
Порт Cиспользуется для управления потами A и B.Режим 2 соответствует полудуплексной передачи данных через порт A.В данной версии УРТК использован эмулятор микросхемы I8255.(см.рис. 4.2.)Рис 4.2.. Блок-схема микросхемы I8255Интерфейс – это совокупность унифицированных аппаратных,программных и конструктивных средств, необходимых для реализациивзаимодействия различных функциональных элементов в системах приусловиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечениеинформационной, электрической и конструктивной совместимостиуказанных элементов.К ЭВМ типа IBM PC внешние устройства могут быть подключенычерез [1, 6-7]: системную магистраль ISA (Industrial Standard Architecture);через последовательный интерфейс (порт) RS-232C; универсальныйпоследовательный интерфейс USB (Universal Serial Bus); игровой порт;параллельный интерфейс (порт) Centronics.Каждый способ подключения имеет свои особенности, преимущества инедостатки [6].(см.
табл. 4.2.1.) [6].Табл. 4.2.1.ПараметрыСистемнаямагистраль ISAИнтерфейсCentronicsИнтерфейс RS>232CСкорость обменаВысокая (до 5Мбайт/с и выше)Средняя (до 100Кбайт/с)НизкаяДлина и тип линиисвязи с компьютеромВстроенные УС(линия связиотсутствует)До 2 м,многопроводныйкабельДо 15 м, одиночныйпроводДопустимая сложностьУСОт малой досреднейЛюбаяЛюбаяСложность узловсопряжения синтерфейсомОт малой досреднейОт малой досреднейОт малой довысокойДополнительныйконструктивНе нуженНуженНуженВнешний источникпитанияНе нуженНуженНуженФормат и разрядностьданныхПараллельный, 8или 16 разрядовПараллельный, 8разрядовПоследовательныйКоличество УС,подключаемых ккомпьютеруДо 611Порт Centronics – это промышленный стандарт для подключенияпринтеров к ЭВМ.
На рисунке 4.2.1. представлена его логическая структура.Рис. 4.2.1. Логическая структура параллельного портаИнтерфейс Centronics может использоваться не только дляподключения принтера, но и для других периферийных устройств. ЭВМимеет, по крайней мере, один параллельный порт, встроенный в материнскуюплату или представляющий собой отдельную интерфейсную картуввода/вывода. Количество портов может составлять до четырех: от LPT0 доLPT3. Контакты порта образуют три группы линий: данных, контроля(управления) и состояния (в данной версии УРТК не используется).Параллельный порт имеет три адреса в пространстве устройств ввода-выводакомпьютера [6] (см. рис. 4.2.1.): :базовый адрес – регистр данных;базовый адрес + 1 – регистр состояния;базовый адрес + 2 – регистр управления.Базовый адрес параллельного порта LPT зависит от конфигурацииоборудования ПЭВМ.Формирование и прием сигналов этого интерфейса производится путемзаписи и чтения, выделенных для него портов ввода/вывода<таблица>РегистрПортLPT0ПортLPT1данн378h278hуправления37Ah27AhыхТаблица базовых адресов портов находится в области данных BIOS [6],начиная с ячейки 408H: LPT0 – 0:408, LPT1 – 0:40A, LPT2 – 0:40C.
В томслучае если порт не установлен, то в ячейке записан 0.Аппаратные и программные средства для сопряжения через портразличных внешних устройств создаются таким образом, чтобы логическаяструктура устройства сопряжения и формат команд программы позволялиЭВМ и внешнему устройству обмениваться информацией (данными исигналами управления). Различные устройства сопряжения (УСО)рассмотрены в [6].
Сопряжение ЭВМ с БУ (со стороны блока управления) влабораторной установке на базе УРТК осуществляется эмулятором,реализованным в микропроцессорном модуле БУ.По функциям регистры эмулятора параллельного интерфейса являютсямоделью регистров микросхемы I8255. Эта схема была ранее использована вбазовой версии СУ УРТК [2]. Микросхема могла настраиваться ииспользоваться в различных режимах работы [5, 7].В данной лабораторной установке эмулятор настроен на функцииобмена данными между верхним и нижним уровнем управления (ЭВМ имодулем процессора БУ) по схеме рис. 4.2.6.Рис.
4.2.6. Схема обмена данными между Centronics и микропроцессорным модулемблока управления.В процессе обмена обеспечивается согласование сигналов,поступающих от интерфейса Centronics, с входными сигналами остальныхмодулей БУ. Управлением записью и считыванием в эмуляторе занимаетсярегистр RC (такой регистр был и в микросхеме I8255), а все данныепередаются через один регистр данных RD (эти функции в микросхемевыполнялись двумя группами регистров).7. Структура аппаратных средств мобильных роботов.Мобильные роботы специального назначенияВ силу специфики назначения таких роботов информации о них воткрытой печати не много [2].
Летающие аппараты этого класса получилиназывание микролетательных (МЛА). В качестве примера можно указатьМЛА “Black Widow”, разработанный фирмой “АeroVironment Inc” совместнос UCLA и Caltech (Калифорнийским институтом технологии). Это один изпервых аппаратов подобного класса, совершивший успешный полет в 1999 г.Другой совместный проект группы МЛА с машущими крыльями MicroBat.Его крылья приводятся в движение электрическим мотором. Вес аппаратаоколо 15 г, включая видеокамеру и систему управления.Разрабатывают аппараты такого класса и старейшие американскиеавиастроительные компании Lockheed Martin готовится к производствурадиоуправляемого самолета “MicroStar”, предназначенного для сбораинформации, поиска целей и поддержки мобильной связи.
На этот проектПентагон выделил 42 млн. долларов.Широко известен комплекс для сбора видеоинформации струднодоступных объектов, таких как подземные коммуникации, на основемобильного робота URBOT [3]. Робот снабжен двумя видеокамерами,передача информации производится посредством беспроводной сетиRadioEthernet. Прием информации осуществляется оператором нателевизионный приемник с жидкокристаллическим экраном.Мобильные роботы для военных и военизированных примененийРазработка комплексов разведки и целеуказания на основе ДПЛАпроводиться в настоящее время всеми индустриально развитыми странамимира. Можно констатировать тот факт, что интенсивно развивается новаясистема вооружений, которая в кругах специалистов получила названиеразведывательно-ударного комплекса (РУК) [1].Современный РУК – это система, объединяющая в себе средстваразведки, наведения, управления, средства огневого поражения ипредназначенная для обнаружения и уничтожения наиболее важныходиночных и групповых подвижных объектов противника в глубинерасположения его войск, независимо от метеорологических условий ивремени суток [1].Известно, что военное ведомство США затратило около 10 млрддолларов на развитие данного направления.
При выработке концепциивоенных применений ДПЛА были куплены все коммерчески поставляемыеобразцы и проведены их испытания c целью выработки требований иконцепции развития направления ДПЛА военного применения.Выработанная по результатам исследований классификация приведена,например, в работе [1]. Некоторое представление о разнообразиисуществующих типов ДПЛА дает табл.2.Иллюстрациейодногоизвекторовразвитиянаправлениявоенизированныхкомплексовявляетсяэкспериментальныйроботизированный охранный комплекс MDARS (США). Базой комплексаявляются мобильные роботы, обеспечивающие патрулирование внутреннихпомещений, территорий за счет, как мобильных роботов, так и стационарныхсистем разграничения доступа, включенных в систему.
Экспериментальнаясистема предназначена для охраны воинских складов и разработана поконтракту с министерством обороны США исследовательским центромSPAWAR System Center (Cан-Диего) [3]. В связи с возрастающей угрозойтерроризма развитие этого направления становится в последнее времячрезвычайно актуальным.Комплекс ориентирован на использование серийно выпускаемыхрешений и в настоящее время для организации информационного обменамежду элементами комплекса используется беспроводная локальная IP-сетьна основе стандарта IEEE 802.11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
