сб лаб работ по ПРсСУ (539893), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Лабораторная работа №5.
«Управление промышленными роботами и манипуляторами».
Целью работы является изучение технических характеристик, устройства и функционирования элементов АСАМС: роботов-манипуляторов под управлением циклового устройства управления, составление циклограмм для управления промышленными роботами и программирование роботов и манипуляторов.
Оборудование, используемое в лабораторной работе.
В данной лабораторной работе используется следующее оборудование: робот-манипулятор типа ПР5-2, блок пневмораспределителей, микроконтроллер программируемый МКП-1, компрессорная установка.
Устройством управления является микроконтроллер МКП-1, объектом управления является робот-манипулятор ПР5-2.
Теоретическая часть.
Общий вид и работа робота-манипулятора ПР5-2.
Общий вид робота-манипулятора ПР5-2 показан на рисунке 5-1.
Робот-манипулятор типа ПР5-2 содержит четыре активных двухпозиционных модуля:
-
модуль вертикальных перемещений, управляемый сигналом Y0, может находиться в положении «внизу», при низком уровне управляющего сигнала, и в положении «вверху», при высоком уровне управляющего сигнала,
-
поворотный модуль, управляемый сигналом Y1 – может находиться в исходном положении при низком уровне управляющего сигнала, и в положении поворота на 90 градусов при высоком уровне управляющего сигнала,
-
модуль горизонтальных перемещений, управляемый сигналом Y2, может находиться в задвинутом положении при низком уровне управляющего сигнала, и в выдвинутом положении при высоком уровне управляющего сигнала,
-
электромагнитный схват, управляемый сигналом Y3, зажимает деталь при высоком уровне управляющего сигнала и отпускает деталь при низком уровне управляющего сигнала.
Робот приводится в движение сжатым воздухом от компрессора, а электрические сигналы служат для управления блоком пневмораспределителей.
Таким образом, всего манипулятор робота может находиться в восьми показанных на рисунке 5-1 положениях, в исходном положении манипулятор находится в точке 1.
Робот предназначен для выполнения операций транспортировки, сортировки и подачи деталей и заготовок при работе в составе технологического комплекса.
В данной лабораторной работе используется программное управление роботом без обратной связи, т.е. на роботе не установлены датчики, отслеживающие положения манипулятора, и таким образом, автоматический программный контроль проводимых операций не производится.
Теоретическая часть конспекта должна содержать описание и структуру системы АСАМС, описание оборудования, используемого в данной лабораторной работе, выделение объекта управления и устройства управления, общий вид робота-манипулятора ПР5-2, пояснения его принципа действия, назначения и способов управления, описание управляющих сигналов, используемых для управления роботом и краткие сведения о командах, которые используются для задания программного управления.
Подготовка к выполнению лабораторной работы.
Определите по таблицам №5-2 и №5-3 свой вариант задания, подготовьте конспект и необходимые таблицы для выполнения лабораторной работы.
Повторите принципы составления циклограмм, какие особенности имеют циклограммы и какие правила следует выполнять при их составлении.
Убедитесь в своих знаниях по технике безопасности. Перед выполнением работы визуально осмотрите оборудование (в выключенном состоянии), определите зону досягаемости робота, во время выполнения работы в этой зоне находиться нельзя.
Составьте программы управления согласно Вашему заданию.
Помните, что без разрешения преподавателя, самостоятельно включать робот нельзя.
Задание №1.
Составьте циклограмму работы робота, который должен брать деталь с транспортера, подающего деталь в точку A, и класть эту деталь в коробку, находящуюся в позиции B.
При составлении циклограммы учтите технологические ограничения.
Начертите составленную циклограмму и назначьте временные параметры, исходя из технологических ограничений, а так же исходя из условия, что время совершения любой операции не может быть меньше, чем 0,2 сек, и не должно превышать 1,5 сек.
По составленной циклограмме напишите программу управления роботом, используя следующие соответствия между обозначениями управляющих сигналов и номерами портов микроконтроллера:
Y
0 – сигнал, снимаемый с выходного порта Z00,
Y1 – сигнал, снимаемый с выходного порта Z01,
Y2 - сигнал, снимаемый с выходного порта Z02,
Y3 – сигнал, снимаемый с выходного порта Z03.
Покажите схему согласования робота с портами микроконтроллера МКП-1.
Составленную программу внесите в таблицу №5-1. После разрешения преподавателя проведите экспериментальную проверку работы Вашей программы, и с помощью секундомера измерьте действительное время выполнения каждой операции.
Таблица №5-1.
Программа | Описание действия команды | Действия, выполняемые роботом | ||
| Адрес | Команда | |||
| КОП | ОП | |||
Пояснения к выполнению задания.
Перед составлением программы следует составить и нарисовать схему соединения портов микроконтроллера с нагрузками, руководствуясь данным в задании соответствием между алгебраическими обозначениями сигналов и реальными портами микроконтроллера.
Определите, из какой точки в какую робот должен перемещать деталь и составьте последовательность действий робота. Составляя последовательность действий робота учтите технологические ограничения, а так же имейте в виду, что деталь, находящуюся в нижнем положении манипулятор должен захватывать, опускаясь на деталь сверху. По этой последовательности действий составьте циклограмму, обратите внимание, что перед выполнением операции робот находится в исходном положении, в которое и должен вернуться после выполнения операции.
Укажите на циклограмме все параметры времени, после чего по составленной циклограмме напишите программу управления роботом и внесите её в таблицу.
Получите разрешение преподавателя на экспериментальную проверку работы Вашей программы, после чего введите программу в микроконтроллер и выполните её в пошаговом режиме. Записывайте реакцию системы на каждую выполняемую команду. Оцените время выполнения роботом каждой операции, в случае, если время выполнения операции превышает установленное Вами в программе, то скорректируйте Вашу программу. Сделайте вывод о правильности составленной Вами программы.
После того, как Вы убедитесь в правильности работы Вашей программы, соблюдая меры безопасности, запустите её в автоматическом режиме работы.
Задание №2.
Составьте циклограмму работы сортировочного робота, который должен менять местами детали, находящиеся в позициях A и B.
При составлении циклограммы учтите технологические ограничения.
Начертите составленную циклограмму и назначьте временные параметры, исходя из технологических ограничений, а так же исходя из условия, что время совершения любой операции не может быть меньше, чем 0,2 сек, и не должно превышать 1,5 сек.
По составленной циклограмме напишите программу управления роботом, следующие соответствия между обозначениями управляющих сигналов и номерами портов микроконтроллера, как было указано в задании №1.
Покажите схему согласования робота с портами микроконтроллера МКП-1.
Составленную программу внесите в таблицу №5-1. После разрешения преподавателя проведите экспериментальную проверку работы Вашей программы, и с помощью секундомера измерьте действительное время выполнения каждой операции.
Пояснения к выполнению задания.
Перед составлением программы следует составить и нарисовать схему соединения портов микроконтроллера с нагрузками, как это было сделано в первом задании.
Определите, в каких положениях находятся детали, которые робот должен перемещать, определите промежуточное положение, исходя из технологических соображений, и составьте последовательность действий робота. Составляя последовательность действий робота учтите технологические ограничения, а так же имейте в виду, что деталь, находящуюся в нижнем положении манипулятор должен захватывать, опускаясь на деталь сверху. По этой последовательности действий составьте циклограмму, обратите внимание, что перед выполнением операции робот находится в исходном положении, в которое и должен вернуться после выполнения операции.
Укажите на циклограмме все параметры времени, после чего по составленной циклограмме напишите программу управления роботом и внесите её в таблицу.
Получите разрешение преподавателя на экспериментальную проверку работы Вашей программы, после чего введите программу в микроконтроллер и выполните её в пошаговом режиме. Записывайте реакцию системы на каждую выполняемую команду. Оцените время выполнения роботом каждой операции, в случае, если время выполнения операции превышает установленное Вами в программе, то скорректируйте Вашу программу. Сделайте вывод о правильности составленной Вами программы.
После того, как Вы убедитесь в правильности работы Вашей программы, соблюдая меры безопасности, запустите её в автоматическом режиме работы.
Задание №3.
Напишите программу управления роботом ПР5-2 по блок-схеме, приведённой на рисунке 5-2. Составленную программу внесите в таблицу №5-1. По блок-схеме и составленной по ней программе начертите циклограмму работы робота. После согласования с преподавателем введите программу в микроконтроллер и запустите её на исполнение. Зафиксируйте результаты работы программы и сделайте выводы.
Опишите, какие действия выполняет робот и приведите пример практического использования выполняемой роботом операции.
После разрешения преподавателя проведите экспериментальную проверку работы Вашей программы, и с помощью секундомера измерьте действительное время выполнения каждой операции.
Пояснения к выполнению задания.
Перед составлением программы следует составить и нарисовать схему соединения портов микроконтроллера нагрузками, руководствуясь данными из первого задания.
Составление циклограммы заключается в графическом отображении процессов описанных в блок-схеме, поэтому следует отобразить на циклограмме весь процесс в точном соответствии с блок-схемой.
Выясните, какие действия должен совершать робот и дайте об этом заключение в словесном выражении.
Обратите внимание, что команда индикации содержимого счётчика по сути является командой приостанова выполнения программы до нажатия любой клавиши.
Содержание отчета.
Отчет по данной лабораторной работе должен содержать:
-
Оформленный и подписанный студентом конспект, содержащий теоретическую часть, номер варианта и задание.
-
Циклограмму работы робота по заданию №1, формулы соответствий между обозначениями управляющих сигналов и номерами портов микроконтроллера, схему согласования робота с портами микроконтроллера МКП-1, составленную программу, оформленную в таблице №5-1, результаты экспериментального замера времени выполнения операций роботом, описание работы программы и выводы.
-
Циклограмму работы сортировочного робота по заданию №2, обоснование выбора промежуточного положения детали, формулы соответствий между обозначениями управляющих сигналов и номерами портов микроконтроллера, схему согласования робота с портами микроконтроллера МКП-1, составленную программу, оформленную в таблице №5-1, результаты экспериментального замера времени выполнения операций роботом, описание работы программы и выводы.
-
Блок-схему управления роботом, циклограмму, составленную по блок-схеме, программу управления роботом, оформленную в таблице №5-1,формулы соответствий между обозначениями управляющих сигналов и номерами портов микроконтроллера, схему согласования робота с портами микроконтроллера МКП-1, описание работы программы и действий робота, результаты экспериментального замера времени выполнения операций роботом, выводы.
Контрольные вопросы.
-
Что такое система АСАМС?
-
Какие элементы включает в себя система АСАМС?
-
Какое оборудование используется в системе управления роботом и каково его назначение?
-
Что такое устройство управления, что является устройством управления в данной лабораторной работе?
-
Что такое объект управления, что является объектом управления в данной лабораторной работе?
-
Из каких модулей состоит робот-манипулятор ПР5-2?
-
Сколько позиций управления имеет каждый модуль робота ПР5-2?
-
Сколько всего положений может занимать манипулятор робота модели ПР5-2?
-
Какими сигналами управляется робот-манипулятор ПР5-2?
-
Как в данной лабораторной работе контролируются выполняемые роботом-манипулятором операции?
-
Чем управляет электропривод робота-манипулятора ПР5-2?
-
Чем приводится в движение робот-манипулятор ПР5-2?
-
Какое положение является исходным у робота-манипулятора ПР5-2?
-
Какие принципы программного управления роботом Вы использовали в данной лабораторной работе?
-
К какому виду относится система автоматического управления, исследованная Вами в данной лабораторной работе?
-
Для выполнения каких операций предназначен робот-манипулятор ПР5-2?
-
Какие этапы включает в себя составление циклограммы работы робота-манипулятора ПР5-2?
-
Можно ли для управления роботом, исследованным Вами в данной лабораторной работе, применить закон управления, задав его в виде булевых функций?
-
Какого типа управляющие сигналы используются для управления роботом-манипулятором ПР5-2?
-
Из каких соображений назначаются параметры времени на циклограмме, задающей управление роботом-манипулятором типа ПР5-2?
-
Какой способ кодирования управления положен в основу сигналов, применяющихся для управления роботом-манипулятором?
Варианты для заданий №1 и №2 Таблица №5-2.
| N вар | Положе-ния деталей | Технологические ограничения | |
| A | B | ||
| 1 | 2 | 3 | Между положениями 1 и 2 есть преграда |
| 2 | 2 | 4 | Между положениями 2 и 4 есть преграда |
| 3 | 7 | 8 | Между положениями 7 и 8 есть преграда |
| 4 | 5 | 6 | Между положениями 5 и 6 есть преграда |
| 5 | 8 | 1 | Нельзя совершать поворот в нижнем положении |
| 6 | 8 | 5 | Между положениями 5 и 6, 7 и 8 есть преграды |
| 7 | 4 | 1 | Между положениями 3 и 1 есть преграда |
| 8 | 7 | 1 | Между положениями 7 и 3 есть преграда |
| 9 | 6 | 2 | Нельзя совершать поворот в нижнем положении |
| 10 | 4 | 5 | К поз. 4 манипулятор подводить с разворота |
| 11 | 3 | 2 | Между положениями 1 и 2 есть преграда |
| 12 | 2 | 6 | Нельзя совершать поворот в нижнем положении |
| 13 | 5 | 2 | Нельзя совершать движения в нижнем положении |
| 14 | 3 | 6 | К поз. 3 манипулятор подводить с разворота |
| 15 | 6 | 1 | Нельзя совершать движения в нижнем положении |
| 16 | 6 | 8 | Между положениями 6 и 8 есть преграда |
| 17 | 5 | 7 | Между положениями 5 и 7 есть преграда |
| 18 | 8 | 2 | Между положениями 4 и 2 есть преграда |
| 19 | 4 | 7 | Между положениями 3 и 4 есть преграда |
| 20 | 5 | 1 | Между положениями 5 и 1, 7 и 3 есть преграды |
| 21 | 6 | 7 | Между положениями 5 и 6, 7 и 8 есть преграды |
| 22 | 2 | 8 | Нельзя совершать движения в нижнем положении |
| 23 | 5 | 6 | Нельзя совершать движения в нижнем положении |
| 24 | 2 | 7 | Нельзя совершать движения в нижнем положении |
| 25 | 2 | 5 | Нельзя совершать движения в нижнем положении |
| 26 | 3 | 4 | К поз. 4 манипулятор подводить с разворота |
| 27 | 7 | 8 | К поз. 8 манипулятор подводить с разворота |
| 28 | 6 | 4 | Между положениями 8 и 4 есть преграда |
| 29 | 4 | 6 | Между положениями 8 и 4 есть преграда |
| 30 | 1 | 2 | Между положениями 1 и 2 есть преграда |
| 31 | 1 | 5 | Между положениями 1 и 5 есть преграда |
Варианты для задания №3 Таблица №5-3.
| N вар | Номер счетчика N1 | Нагрузки | Время, [сек] | Число K1 | |||
| YN1 | YN2 | YN3 | T1 | T2 | |||
| 1 | 0 | Y3 | Y0 | Y1 | 1,5 | 1,0 | A |
| 2 | 1 | Y3 | Y0 | Y2 | 1,6 | 0,8 | B |
| 3 | 2 | Y3 | Y1 | Y0 | 1,7 | 5,0 | C |
| 4 | 3 | Y3 | Y1 | Y2 | 1,2 | 0,6 | D |
| 5 | 4 | Y3 | Y2 | Y0 | 1,4 | 6,2 | E |
| 6 | 5 | Y3 | Y2 | Y1 | 1,8 | 6,1 | F |
| 7 | 6 | Y0 | Y1 | Y2 | 1,7 | 1,0 | 9 |
| 8 | 7 | Y0 | Y1 | Y3 | 2,0 | 0,8 | 8 |
| 9 | 8 | Y0 | Y2 | Y1 | 2,2 | 5,0 | 7 |
| 10 | 9 | Y0 | Y2 | Y3 | 1,0 | 0,6 | 7 |
| 11 | A | Y0 | Y3 | Y2 | 0,5 | 6,2 | 8 |
| 12 | B | Y0 | Y3 | Y1 | 1,9 | 6,1 | 9 |
| 13 | C | Y1 | Y0 | Y2 | 2,4 | 1,0 | F |
| 14 | D | Y1 | Y0 | Y3 | 0,6 | 0,8 | E |
| 15 | E | Y1 | Y2 | Y0 | 1,1 | 5,0 | D |
| 16 | F | Y1 | Y2 | Y3 | 2,3 | 0,6 | C |
| 17 | 1 | Y1 | Y3 | Y2 | 0,7 | 6,2 | B |
| 18 | 2 | Y1 | Y3 | Y0 | 2,2 | 6,1 | A |
| 19 | 3 | Y2 | Y0 | Y1 | 3,0 | 1,0 | A |
| 20 | 4 | Y2 | Y0 | Y3 | 2,1 | 0,8 | B |
| 21 | 5 | Y2 | Y1 | Y0 | 0,4 | 5,0 | C |
| 22 | 6 | Y2 | Y1 | Y3 | 2,8 | 0,6 | D |
| 23 | 7 | Y2 | Y3 | Y1 | 1,4 | 6,2 | E |
| 24 | 8 | Y2 | Y3 | Y0 | 1,9 | 6,1 | F |
| 25 | 9 | Y3 | Y0 | Y1 | 2,0 | 1,0 | 7 |
| 26 | A | Y3 | Y0 | Y2 | 2,2 | 0,8 | 8 |
| 27 | B | Y3 | Y1 | Y0 | 0,8 | 5,0 | 9 |
| 28 | C | Y3 | Y1 | Y2 | 1,0 | 0,6 | 9 |
| 29 | D | Y3 | Y2 | Y0 | 2,0 | 6,2 | 8 |
| 30 | E | Y3 | Y2 | Y1 | 0,4 | 6,1 | 7 |
| 31 | F | Y0 | Y1 | Y3 | 0,7 | 0,8 | A |
Лабораторная работа №6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
