11.10. Устройства управления промышленными роботами на базе микроконтроллеров

Промышленные роботы выполняют определенные логические операции, поэтому системы управления ими строятся на микроконтроллерах. Структурная схема устройства управления (рис. 11.7) включает в себя блок питания 1, ключевой усили­тель 2, модуль оптической развязки 3, микроконтроллер 4, уп­равляющие сигналы 5, сигналы обратной связи 6, модуль кла­виатуры 7.

Робот предназначен для загрузки-выгрузки станка с устрой­ством ЧПУ на базе микроЭВМ, например «Электроника-НЦ31». Устройство управления обеспечивает генерацию управляющих воздействий на приводы робота, пуск программы микроЭВМ, принятие подтверждающих сигналов. В частности, используется микроконтроллер К145ИК1807, представляющий собой однокри­стальную микроЭВМ. Он имеет 12-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных для стыковки с ППЗУ или ПЗУ, 4-разрядную шину приема информации с внешних дискретных датчиков. Микроконтроллер осуществляет логическую обработку информации, поступающую с датчиков, и вырабатывает на ее ос­нове управляющие воздействия. Программа работы записыва­ется ППЗУ. Изменение программы осуществляется специальным программатором. Модуль оптической развязки обеспечивает гальваническое разделение и преобразование слаботочных сиг­налов управления микроконтроллера в сигналы управления ключевым усилителем. Усилитель собран, в частности, на мик­росхемах серии К511 и герметизированных реле.

Эта система управления может быть использована для управ­ления роботами лесообрабатывающих станков.

11.11. Устройство управления промышленными роботами

НА БАЗЕ МИКРОЭВМ

Имеют широкие возможности для построения разнообразных систем управления промышленными роботами. Здесь использу­ется микроЭВМ «Электроника-С5», «Электроника НЦ», «Элек-троника-60». Чаще всего применяется «Электроника-60», создан­ная на базе микропроцессорного комплекта К581. Аппаратно и программно совместимы с ним микропроцессорные комплекты серий К588 и К1801. Комплект серии K1801 обладает высокой степенью интеграции (до 300 000 элементов в кристалле), по сравнению с другими однокристальными микропроцессорами

Рис. 11.7. Структурная схема устройства управления ПР на базе микро­контроллеров

Рис. 11.8. Структура блока обработки сенсорной информации на основе мик­ропроцессорного комплекта К1801

имеет более высокое быстродействие (до 500 000 опера­ций/с).

Система команд комплекта К1801 обеспечивает возмож­ность использования программного обеспечения СМ ЭВМ и микроЭВМ «Электроника-79», «Электроника 100/25», «Электро-ника-60». Комплект оснащен унифицированным интерфей­сом.

Структура блока обработки сенсорной информации, выпол­ненного на основе комплекта К1801, показана на рис. 11.8. Блок центрального процессора 1 реализован на однокристальном ми­кропроцессоре 1801 ВМ1 и производит необходимые вычисле­ния и адресацию всех остальных блоков. В состав блока входят тактовый генератор, блок ПЗУ, блок шинных формирователей. Оперативное запоминающее устройство 2 реализовано на микро­схемах К565РУ2, имеет объем памяти 2К × 16 и предназначено для записи промежуточных результатов. Запоминающее устрой­ство управляющих программ 3 выполнено на микросхемах К573РУ2, имеет объем памяти 2К×16. Блок функциональных преобразователей 4 выполняет операции быстрого умножения и вычисляет стандартные функции, необходимые для реализа­ции конкретного алгоритма обработки сенсорной информации датчиков. Интерфейс связи 5 предназначен для согласования с блоком управления 6 исполнительных механизмов робота.

Интерфейс ввода-вывода 7 служит для увеличения числа одновременно обслуживаемых устройств, позволяет передавать и записывать информацию с четырех раздельных портов ввода-вывода.

Рассмотренное устройство управления ПР и подобное ему на базе последующих микропроцессорных комплектов, очевидно, представляет интерес для оснащения роботов круглопильных шпалорезных станков и ленточнопильных станков распиловки крупномерных бревен.