лекция Додонов част 2 (832090), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

К промышленным роботам, работающим в гибких производственных системах, предъявляют дополнительные требования проведения работ в автоматическом режиме, как при основных, так и при вспомогательных операциях; автоматической перенастройки при смене предметов производ­ства по управляющим командам; возможности осуществления управляю­щего воздействия на основное технологическое оборудование; высокой

надежности.

В гибких производственных системах применяют промышленные ро­боты конструктивного различного исполнения. На рис.5 показаны промышленные роботы с горизонтальной выдвижной рукой и консольным механизмом подъема. Роботы работают в цилиндрической системе координат. Они могут быть с одной и с двумя механическими координатами. Рука робота представляет собой пневмоцилиндр с выдвижным штоком, на конце которого закреплено захватное устройство. В основании установлены механизм вертикального подъема руки.

Подсистема внешней информации – сбор информации о состоянии внешней среды (неподвижные объекты, в том числе человек).

Подсистема внутренней информации – подсистема, которая регистрирует положение и скорость движения руки робота, выполняет функцию аварийной блокировки.

Применяются предельные выключатели, фотореле, реле давления, силовые датчики, датчики положения, например, резольвер, сельсин, потенциометр, кодовые датчики, индуктивные датчики.

Механическая система – система, которая реализует технологическое назначение промышленных роботов (загрузка, сборка, комплектация).

Механическая система представляет собой механизм с разомкнутой технологической системой (приводы, передаточные механизмы, исполнительные механизмы, захватывающие устройства).

Робот – автоматическая машина, включающая перепрограммирующие устройства управления и другие технологические средства, обеспечивающие выполнение технологических и иных действий, свойственных человеку (оператору) в процессе его трудовой деятельности.

Манипулятор – устройство для выполнения двигательных функций, аналогичных руке человека для перемещения объектов в пространстве, оснащенное рабочим органом.

Автооператор – автоматическая машина, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора и не перепрограммируемого устройства управления.

Промышленный робот – автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности и перепрограммируемого устройства управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Захват промышленного робота – сменный элемент, так как используется для разных деталей.

Условные обозначения элементов структурных кинематических схем промышленного робота.

- звено (стержень)

- неподвижное закрепление звена

- жесткое соединение звеньев

- подвижное соединение

- винтовое подвижное соединение

- цилиндрическое соединение

- плоское шарнирное соединение

- шарнирное соединение с пальцем

- захватное устройство с подвижными и неподвижными губками

Число степеней свободы промышленного робота:

где W – число степеней свободы;

n – число подвижных элементов кинематических схем;

число кинематических пар.

Классификация промышленных роботов.

По производственно-технологическому назначению:

Технологические промышленные роботы.

Выполняют основные операции технологического процесса. Они непосредственно участвуют в технологическом процессе в качестве производящих или обрабатывающих машин (гибка, сварка, окраска).

Вспомогательные промышленные роботы.

Выполняют подъемно-транспортные операции типа «взять», «перенести», «положить». Их применяют для обслуживания основного технологического оборудования, загрузки-выгрузки деталей, инструментов, оснастки, для очистки баз деталей и оборудования, питания конвейеров, выполнения транспортно-складских операций.

Универсальные промышленные роботы.

Сочетают в себе признаки 1-ой и 2-ой групп.

По степени специализации:

1. Специальные

2. Специализированные

Многоцелевые.

Основные технические показатели промышленных роботов.

Основные технические показатели определяются предполагаемой областью применения и условиями производства.

Грузоподъемность – наибольшая масса объектов манипулирования, включая массу захватных устройств.

Число степеней подвижности – сумма возможных координатных движений объекта манипулирования относительно опорных систем (стойки, основания).

Погрешность позиционирования рабочего органа – сумма погрешностей всех кинематических звеньев (геометрическая сумма).

Рабочее пространство промышленного робота – пространство, в котором может находиться исполнительный орган промышленного робота/ автооператора/ манипулятора.

Зона обслуживания промышленного робота – части рабочей зоны, где полностью сохраняется заданные паспортные значения характеристик.

Зона совместного обслуживания – часть пространства, в котором перемещение объекта манипулирования может выполнять несколько промышленных роботов.

УПРАВЛЕНИЕ В ГИБКОМ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ

Система управления гибким интегрированным производством представляет собой сообщество локальных систем управления, компьютеров, мостов, шлюзов, транспортных станций, которые поддерживают внутреннюю интерактивность, а также интерактивность с техническим и административным персоналом. Коммуникационная Среда в этом сообществе реализована в виде иерархической локальной вычислительно-управляющей сети, состоящей из отдельных подсетей в качестве элементов иерархии. Сетевая иерархия выстроена в соответствии с иерархией задач управления. Таким образом, возникает и иерархия информационных потоков, которые замкнуты в пределах горизонтального «этажа», но взаимодействуют между собой.

Снизу иерархическая система управления гибким интегрированным
производством представлена множеством проблемно - ориентированных
процессоров, составляющих распределенную систему (рис. 12.1). Каждый
процессор является программно - аппаратным управляющим автоматом с
функциями, определяемыми особенностями управляемого объекта.
Геометрический процессор служит для управления позиционными следящими приводами (станка, робота); программируемый контроллер предназначен для управления циклически работающими дискретными приводами (станка, робота, накопительного устройства, манипулятора, транспортного средства); технологический процессор управляет основным рабочим процессом (процессом резания на станке, рабочим процессом технологического робота)

Рис, 12.1. Иерархическая система управления гибким интегрированным производством

Проблемно - ориентированные процессоры технологической или
вспомогательной машины (станка, робота, склада, транспортного средства)
образуют группу, активно обменивающуюся информацией в реальном времени.
Процедура обмена может быть децентрализованной (floating master) или
протекать под управлением диспетчера (master-slave), который также выполнен в виде процессорного модуля.

Коммуникационная Среда проблемно - ориентированных процессоров и
диспетчеров построена как микро - локальная подсеть (fieldbus) реального
временя, которая состоит из отдельных сегментов, в количестве,
соответствующем количеству диспетчируемых групп. К микро - локальным сетям реального времени предъявляют высокие требования по быстродействию, качеству исполнения и надежности. В области стандартизации протоколов таких сетей наиболее популярны .стандарты Bitbus (фирма Intel, США), Profibus (фирмы
Siemens, Bosch, ФРГ).

Выше по иерархии в системе управления гибким интегрированным
производством находятся терминалы локальных систем управления (станком, роботом, транспортным средством), а также терминальные станции гибких производственных модулей (ГПМ) и гибких производственных ячеек (ГПЯ).
Терминалы выполняют как функции интерфейсов оператора, так и функции
формирования пакетов заданий локальным системам управления. Терминальные станции служат в ГПМ и ГПЯ тем же целям, а также выполняют диспетчерские функции для систем управления ГПМ и ГПЯ. Коммуникационная Среда этого горизонта иерархии должна предоставлять высокоуровневый сервис своим абонентам. Следует исходить из вероятности подключения к среде разнообразных, в том числе и несовместимых, средств вычислительной техники. В этой связи здесь и выше по иерархии рекомендуют мощные протоколы ISO- OSI (Open System Interconnection), соответствующие стандартам ISO архитектуры открытых систем.

По инициативе фирмы General Motors предпринята и реализована
программа «Протоколы автоматизации производства» - MAP (Manufacturing
Automation Protocol), которая содержит конкретные указания по применению
стандартов в семиуровневой системе протоколов, отвечающей требованиям
архитектуры открытых систем. Протоколы MAP обеспечивают
детерминированный доступ абонентов к локальной сети, что удобно для передачи коротких управляющих информационных посылок, требующих быстрой реакции.

Скорость реакции должна быть тем более высокой, чем ниже расположена
подсеть, входящая в общую иерархическую сеть системы управления. По этой причине во второй снизу подсети применяют урезанную версию протоколов MAP, в которой ряд уровней эталонной модели ISO - OSI отсутствует. Эта версия протоколов получила наименование Mini - MAP.

В третьей снизу подсети иерархии в системе управления гибким
интегрированным производством расположены терминальные центры гибких
производственных систем (ГПС). Каждый центр представляет собой развитую вычислительную систему с широким набором периферийных средств. Функции центра состоят в поддержании интерфейса оператора, обеспечении формирования пакета заданий для ГПС, организации оперативного управления.

Коммуникационная Среда третьей (снизу) подсети в иерархии предполагает полномерную версию протоколов MAP. Следующая подсеть при продвижении вверх по иерархии принадлежит инженерным службам, в числе которых CAD -служба (Computer - Aided Design, САПР), САЕ - служба (Computer – Aided Engineering - технологическая подготовка производства), САРР – служба (Computer - Aided Product Planning - планирование производства). В составе этой же подсети находится служба административного управления, формирующая целеуказания. Функции служб традиционны, однако принципиально необходима организация связи компьютерных средств на основе единых информационных представлений.

Характеристики

Список файлов лекций