Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный технологический университет

«СТАНКИН»

Кафедра «Робототехники и мехатроники»

Учебный курс «Силовая электроника»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по теме: «Изучение и исследование исполнительных электроприводов ПР РМ-01»

Вариант№1

Выполнил: студент гр. ММ-9-8				Белова Ю.В.
	(дата)		(подпись)

Принял:				Юшин А.В.
	(дата)		(подпись)

Москва 2011

Оглавление

1. Цель работы 3

1.1. Описание лабораторной установки 3

Таблица 1 7

Наименование параметра 7

Норма 7

5.432.060 7

5.432.060-01 7

2.Ход работы 8

3. Вывод 9

4. Список использованных источников. 10

1. Цель работы

Изучение и получение практических навыков управления степенями подвижности ПР РМ-01 при работе от ручного пульта.

1. Описание лабораторной установки

Логический аппарат нижнего уровня управления конструктивно размещен в блоке модулей (БМ) (рис. 1).

Нижний (исполнительный) уровень управления предназначен для решения задачи регулирования параметров движения (положение, скорость) звеньев

Рис.1.

манипулятора в соответствии с программами движения, формируемыми верхним уровнем управления, и представляет собой следящие электроприводы. Управляющая часть приводов размещена в УУ и содержит, кроме логического аппарата управления нижнего уровня, шесть модулей ШИП (широтно-импульсных преобразователей) для формирования мощных сигналов непосредственного управления электродвигателями. Конструктивно модули ШИП рас

положены в блоке питания (БП).

Исполнительная часть следящих электроприводов – электродвигатели постоянного тока, а также фотоимпульсные датчики для измерения параметров движения звеньев манипулятора и потенциометрические датчики (ПД) для калибровки звеньев манипулятора установлены на манипуляторе и в состав УУ не входят.

На рис. 2 приведена структурная схема следящего привода одного звена манипулятора.

Модуль управления приводом (МУП) осуществляет первичную аппаратную обработку сигналов, поступающих от фотоимпульсного датчика и формирование сигналов управления ШИП.

С фотоимпульсного датчика поступает три последовательности импульсов при вращении вала датчика.

Рис.2.

Р ис.3.

Первая последовательность импульсов дает один (индексный) импульс на каждый оборот вала датчика и используется при калибровке местоположения звена манипулятора совместно с информацией с ПД.

Вторая и третья последовательности импульсов имеют одинаковую частоту, но двинуты относительно друг друга на ¼ периода (рис. 3).

В результате логической обработки импульсов второй и третьей последовательностей, осуществляемой ФПИ (формирователем позиционных импульсов), формируются короткие позиционные импульсы учетверенной частоты, которые распределяются на разные выходы, в зависимости от направления вращения вала датчика (см. рис. 4). Генератор импульсов (ГИ) формирует три последовательности импульсов с частотами f1, f2 и f3. Частота f1 используется в схеме датчика временного интервала (ДВИ) для измерения времени между двумя позиционными импульсами. В результате формируется код длительности временного интервала, который используется для вычисления действительной скорости движения звена манипулятора.

Датчик прирашения позиции (ДПП) формирует код действительного приращения положения с учетом направления вращения вала двигателя. Этот код используется для вычисления абсолютного положения звена манипулятора.

Модуль процессора привода (МПП) выполняет функции программной реализации алгоритма управления следящего электропривода.

С верхнего уровня управления в МПП поступает программа движения звена манипулятора в виде последовательности кодов заданий абсолютных положений звена манипулятора, следующих с периодом цикла расчета программы верхнего уровня управления.

МПП периодически осуществляет считывание кодов длительности временного интервала и приращения позиции через регистр датчика временного интервала и регистр датчика приращения позиции, расчет программы регуляторов скорости, положения и записывает в регистр управления результат расчета в виде кода управления.

Преобразователь код-ширина импульса преобразует код управления в широтно-модулированный сигнал посредством частоты f2 от ГИ. Частота f3 ГИ определяет частоту широтно-модулированного сигнала.

На рис. 4 приведена структурная схема широтно-импульсного преобразователя., который состоит из четырех транзисторных ключей КТ1, КТ2, КТ3, КТ4 и датчика тока Rт.

Р ис.4.

Узел токоограничения формирует по информации от датчика тока (ДТ) сигнал, который блокирует прохождение широтно-модулированного сигнала на ШИП при превышении величины тока якорной цепи двигателя заданной величины. ДТ размещен в модуле ШИП в виде резистора, включенного последовательно в цепь якоря электродвигателя.

Модуль процессора привода предназначен для обработки цифровой информации в качестве вычислительного и управляющего узла нижнего уровня.

МПП построен на основе микропроцессора серии К1801 и включает:

- однокристальнвй микропроцессор;

- ОЗУ емкостью 1К (К= 1024) шестнадцатиразрядных слов. Зона адресов фиксирована;

- перепрограммируемое ПЗУ емкостью 4К слов с ультрафиолетовым стиранием.

Система команд МПП совместима с системой команд микро-ЭВМ «Электроника 60». МПП обспечивает следующее время выполнения основных команд:

- типа «сложение» при регистровом методе адресации – 2,0 мкс;

- типа «сложение» при ксвенно-регистровом методе адресации – 5,0 мкс.

МПП обрабатывает следующие типы прерываний:

• по резервному или запрещенному коду в регистре команд;

• обращение по несуществующему адресу;

• установка «1» разряда в слове состояния процессора;

• авария сетевого питания;

• от внешнего таймера;

• радиальное прерывание от внешнего устройства с вектором 270.

Глубина вложенных прерываний ограничивается объемом организованного в ОЗУ стека.

Ток потребления от источника +5В составляет не более 1,8А.

2. Хо Основные технические данные ШИП приведены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование параметра	Норма
	5.432.060	5.432.060-01
Выходное напряжение (при напряже- нии питания привода 40В), В	0...35В	0...35В
Выходной ток, А	5	2

Модуль ШИП представляет собой силовой мост, в плечи которого включены транзисторные ключи КТ1, КТ2, КТ3, КТ4.

Управление ключами производится соответственно сигналами Упр.кл.1, Упр.кл.2, Упр.кл.3, Упр.кл.4,которые поступают с модуля управления приводом. Ключи КТ3 и КТ4 определяют знак выходного напряжения, а ключи КТ1, КТ2 – величину выходного напряжения, которая пропорциональна ШИМ сигналу.

Питание цепей управления ключей КТ1, КТ2 осуществляется от источника питания привода 2, а ключей КТ3, КТ4 – от источника питания привода 1. Датчик тока Rт включен в цепь ШИП. Напряжение с Rт подается в МУП для работы схемы ограничения тока.

Схема лабораторной установки

Рис. 5. Оборудование для выполнения лабораторной работы

1 – стойка управления «Сфера-36», 2 – робот РМ-01, 3 – стол, лазерный источник, 5 – лазерная метка, 6 – метки, нанесенные на столе.

Лабораторная установка (рис. 6) содержит робот РМ-01 -2 с системой управления «Сфера-36» -1. К последнему звену робота прикреплен лазерный источник -4. К основанию робота прикреплен стол-3. С его помощью можно отслеживать положение схвата (эффектора) робота, при выполнении программного движения. Это происходит благодаря нанесенным на стол меткам, выполненных в виде светодиодов. Эти метки расположены на расстоянии а=100 мм друг от друга, что позволяет просто определять координаты следующей метки относительно базовой, координаты которой получены с помощью операции обучения робота. При обучении робота точкам совмещают лазерную метку -5 с меткой на столе -6.

Данная лабораторная работа демонстрирует возможности программного движения робота РМ-01 для операций, проводимых на плоскости технологического стола, например, сборочных операций. После выполнения работы необходимо сделать выводы о преимуществах и недостатках применения робота РМ-01 для технологической операции, где объекты манипулирования лежат на плоскости.