Соломенцев Ю.М. Промышленные роботы в машиностроении. Альбом (986786), страница 18
Текст из файла (страница 18)
УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМИ РОБОТАМИ относительно небольшой дискретности нх программирования, а также наличием стандартных циклов (на~пример, движений обслуживания основного технологического оборудования, измерения заготовок нли деталей, адаптивного управления и т. д.). Для ПР выпускают ряд унифицированных устройств цнклового и числового программного управления различных типов, выполненных на основе блочно-модульной конструкции с использованием микропроцессорных устройств и интегральных микросхем.
3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМИ РОБОТАМИ 3.2. УСТРОЙСТВА ЦИКЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ 56 Системы программного управления ПР обычно классифицируют по способу представления информации о последовательности и параметрах движений, различая: 1) электромеханические (путевые с упорами, временные н копировальные); 2) цикловые; 3) числовые.
В электромеханических системах управления геометричеакая информация, связанная с заданием координатных положений или перемещений рабочих органов, определяется установкой упоров. Информация о времени и последовательности выполнения отдельных элемен-. тарных движений задается в этом случае при помощи релейных илн бесконтактных схем цикловой автоматики (электрических, пневматических, электрогидравлическнх и т.
д.). Такие системы управления являются наиболее простыми, но обладают небольшими функциональными возможностями и требуют большого времени на переналадку. Цикловые системы программного управления дают возможность задавать информацию о последовательности и времени выполнения движений при помощи цифровых команд, а геометрические параметры — средствами путевой автоматики (путевыми выключателями, упорами или копировальными устройствами).
В настоящее время системы циклового программного управления строят на базе специализированных процессорных устройств — программируемых контроллеров, которые обеспечивают большую гибкость переналадки и высокую надежность работы. Числовые системы программного управления (ЧПУ) обеспечивают цифровое задание всей информации о последовательности и параметрах движений рабочих органов ПР. В зависимости от вида управляемых движений системы ЧПУ могут быть позиционными, контурными и позиционно-контурными (комбинированными).
Наибольшее распространение получили позиционные системы ЧПУ. Контурные и комбинированные системы используются в ПР, предназначенных для выполнения сварочных, окрасочных и некоторых сборочных операций, которые требуют сложного пространственного перемещения исполнительного органа по заданной траектории. В настоящее время устройства ЧПУ строят на базе микроЭВМ и микропроцессоров, применение которых расширяет функциональные возможности системы управления, повышает ее надежность и эффективность работы (за счет увеличения гибкости переналадки). Для систем программного управления характерно: 1) программирование движений методом обучения; 2) значительное число входов и выходов для связи с основным и вспомогательным оборудованием, входящим в робототехнический комплекс; 3) наличие специальных информационных входов, преобразующих устройств и датчиков для измерения динамических параметров механизмов ПР, контроля состояния внешней среды и опознавания объектов манипулирования; 4) специальное программно-математическое обеспечение, обусловленное такими особенностями объекта управления, как непрямоугольные системы координат, повышенные скорости и значительные перемещения прн Унифицированная система серии УЦМ содержит ряд устройств управления, характеристики и структурные схемы, которые приведены в табл.
1, рис. 1 и 2 на листе 42. Устройства УЦМ-10 и УЦМ-20 предназначены для управления несложнымн автоматическими манипуляторами и вспомогательным оборудованием, например, для выполнения сборочных операций в часовой промышленности. Устройство УЦМ-663, предназначенное для управления ПР со сложными циклами движений при обслуживании различного технологического оборудования '(станков, кузнечно-прессовых машин и др.), построено по принципу синхронного микропрограммного автомата с жестким алгоритмом работы. В запоминающем устройстве могут одновременно храниться четыре управляющие программы, защищенные от стирания прн длительном отключении питания. Возможно программирование следующих команд: позиционирования звеньев манипулятора с контролем путевыми выключателями; управления технологическим оборудованием и захватным устройством манипулятора; выдержки времени между частными циклами; обращения к подпрограммам обслуживания накопителя и другим стандартным циклам при совместной отработке нескольких команд.
Программирование в режиме обучения и управление ПР осуществляют с помощью специальных пультов, содержащих тумблеры, клавиши буквенных и цифровых команд, световую индикацию. Устройство УЦМ-30 предназначено для управления циклами движений ПР (например, типа «Циклон-5» и «Ритм-01э) в составе робототехничеоких комплексов. На рис.
1, лист 42 приведена структурная схема устройства УЦМ-ЗО, которое построено по принципу синхронного микропрограммного автомата с жестким циклом управления. Алгоритм управления реализован аппаратным способом в блоке формирования команд (БФК) на основании информации, поступающей из блока управления (БУ) и блока задания программы (БЗП). Блок задания программы построен на интегральных микросхемах. Защита программы пользователя при отключении питания обеспечивается путем подпитки памяти от батарейного источника. Программа пользователя записывается в БЗП с пульта программирования (ПП), содержащего кнопки для записи функциональной и информационной части кадра. Команды, управляющие движением исполнительных органов манипулятора, формируются в блоке выходных усилителей (БВУ), а команды на технологическое оборудование — в блоке связи (БС) с манипулятором и технологическим оборудованием.
Этот блок предназначен также для согласования информационных сигналов, поступающих с датчиков на управляемых объектах и подвижных органах манипулятора, со входом БФК. С пульта управления (ПУ) устройства задают режимы его работы, осуществляют включение-выключение питания, установку требуемого кадра программы и ее запуск. Кроме того, на ПУ предусмотрена световая индикация сбоя микропрограммного автомата, наличия в обрабатываемом кадре контрольной или управляющей команды, аварийного отключения устройства и цифровая индикация номера отрабатываемого кадра программы.
Переключение адресных шин в БЗП осуществляется с выхода счетчика кадров (СЧК), на вход которого в режиме обучения поступает код номера кадра с ПУ или команда увеличения этого кода на единицу после отработки очередного;кадра в автоматическом режиме. Программирование движений манипулятора ПР производится с помощью пульта обучения (ПО), который содержит тумблеры для задания перемещений подвижных звеньев манипулятора в ручном режиме и необходимую световую индикацию для;контроля их положения.
Формирователь временных интервалов (ФВИ) — таймер задает определенную длительность управляющих команд. Длительность управляющих команд, связанных с торможением подвижных органов манипулятора, программируется, а длительность остальных команд устанавливается оператором с ПУ.
Микропроцессорное устройство циклового управления ПР УЦМ-100, структурная схема которого показана на рис. 2, лист 42, построено по блочно-модульному принципу. В состав устройства, представляющего собой программируемый контроллер, входят следующие конструктивные модули: 1) блок управления, обеспечивающий реализацию заданных алгоритмов функционирования; 2) пульт программирования (программатор), предназначенный для ввода, редактирования и отладки управляющих программ; 3) пульт ручного управления движениями звеньев манипулятора, технологическим оборудованием, а также задания режимов работы и включения автоматического цикла отработки управляющей программы; 4) инженерный пульт, предназначенный для выполнения наладочных и диагностических операций при эксплуатации устройства, а также для записи программ в ППЗУ, вывода и ввода информации с внешнего телетайпа нли перфоленточного устройства (ПЛ).
Модуль микроЭВМ организует обмен информацией между функциональнымн модулями устройства через внутреннюю шину и обеспечивает хранение системного программно-математического обеспечения. В состав модуля микроЭВМ входят: 1) йроцессор, построенный на БИС КР580ИК80А и имеющий разрядность шины адреса — 16, а шины данных — 8 (двоичных разрядов); 2) ОЗУ ем~костью 8 К слов, построенное на ИМСК537РУ2; 3) ПЗУ емкостью 8К слов (на ИМСК573 РФ1), в котором хранится системное программно-математическое обеспечение; 4) ППЗУ емкостью 8К слов для записи управляющих программ, построенные на ИМС К160!РР1, которые способны длительно сохранять информацию при отключенном питании и позволяют осуществлять электрическую запись и стирание данных, поступающих через внутреннюю магистраль устройства. Модуль ввода обеспечивает гальваническое разделение цепей датчиков от внутренних цепей устройства, а также преобразование уровня напряжения, поступающего с датчиков, в сигналы логических микросхем.
Элементами развязки служат транзисторные оптроны К249КП!. Модуль вывода также обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей управления исполнительными элемензами (электромагнитными пускателями, золотниками, муфтами и т. д.) манипулятора и технологического оборудования от внутренних цепей устройства. Для этой цели использованы тиристорные оптроны АОУ103В. Кроме того, в модуле вывода осуществляется усиление управляющих сигналов. Модуль связи предназначен для сопряжения пультов ручного управления и программирования (программатора), а также ЭВМ более высокого уровня с внутренней шиной устройства. Связь с указанными устройствами осуществляется по стандартным каналам.
Блок питания (на схеме не показан), обеспечивающий подачу напряжения на силовые исполнительные элементы объектов управления, выиолнен в виде конструктивного модуля, который может иметь различные исполнения в зависимости от требуемых выходных напряжений. Микропроцессорное устройство АС-2614, техническая характеристика (табл. 1) и структурная схема (рис.
3) которого приведены на листе 42, представляег собой универсальный программируемый контроллер, предназначенный для группового циклового управления ПР (типа РГШ-6, «1(пкло~», «Ритм») и технологическим оборудованием, вхоччщим в состав робототехнического комплекса. Устройсгво состоит нз четырех функциональных модулей, каждый из которых содержит центральный процессор (ЦП), выполненный иа базе микропроцессорного комплекта К589, ПЗУ на И~МС К556 РТ4, энергонезависимое ПИЗУ на ИМС К!601 РР1, устройство ввода-вывода (УВВ) и блок микропрограммного управления (БМУ). Системные программы записаны в ПЗУ, управляющие программы формируются оператором в ППЗУ в режиме обучения ПР.
Устройство ввода-вывода обеспечивает обмен дискретной информацией с оборудованием и синхронизацию работы модулей, входящих в устройство. Программирование ПР в режиме обучения осуществляется отдельными кадрами с помощью специального пульта (на схеме не показан). на котором имеются переключатели с символьным обозначением команд Кадр программы содержит номера команд ввода-вывода итактов для их синхронизации, а также признак условно~о или безусловного перехода, адрес и номер условия для выключения перехода, вспомогательные команды; признаки по ответу или по времени и последовательность выполнения двух команд ввода-вывода, запрограммированных в кадре; величины времени ожидания ответа о выполнении указанных команд. Отработка записанной программы может осуществляться в покадровом или автоматическом режимах, начиная с любого кадра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
