11.8. Аппаратные средства систем управления промышленными роботами

Роботы первого поколения имели элементную базу аппарат­ных средств, содержащую следующие устройства: задания; хра­нения управляющей программы, диапазонов перемещения ис­полнительных устройств; времени движения, переходов на дру­гие программы; интерполирования; кодирования; модуляции; распределения информации по входам сервосистем; связи с опе­ратором.

В цикловых системах управления получили распростране­ние электромеханические средства задания и хранения инфор­мации: коммутационные панели, наборные поля, шаговые иска­тели, упоры, датчики путевого контроля, потенциометры. Рас­чет времени в этих системах осуществляется с помощью сдви­говых регистров, логических счетчиков, а также специальных таймеров.

В позиционных устройствах управления широко использу­ются преобразователи АЦП, ЦАП, дискретные генераторы ши-ротно-импульсной модуляции, тахогенераторы, программируе­мые контроллеры и т. п. В многопозиционных и контурных системах управления широко применяются электронные устрой­ства: интерполяторы линейные и круговые, ОЗУ на БИС и маг­нитных носителях, электронные коммутаторы, микроЭВМ типа «Электроника-60», «Электроника-НЦ», СМ-1800 и др.

Основные требования к аппаратным средствам: высокая надежность (безотказность, ремонтопригодность, долговеч­ность); высокая точность и быстродействие; малые размеры и масса; низкая стоимость.

В основном используются три варианта аппаратной реали­зации управления роботами:

на основе специализированных программируемых контрол­леров и элементарных агрегатированных модулей, выполненных на интегральных схемах (ИС) серии К155 для цикловых уст­ройств;

на базе микропроцессоров для позиционных, многопозици­онных, контурных систем и систем группового управления;

на основе однородных управляющих структур — в перспек­тиве для адаптивных роботов.

Для реализации достаточно сложных систем управления используются микропроцессоры и микроЭВМ. В основу по­строения микроЭВМ положен микропроцессорный комплект

БИС, который, кроме процессора, включает ряд БИС; последо­вательного интерфейса связи и построения контроллеров видео­терминалов; БИС параллельного интерфейса при построении контроллеров практически всех типов внешних устройств с па­раллельным способом обмена информацией и в качестве уни­версального программируемого коммутатора параллельных потоков информации; БИС программируемого таймера как за­дающее время устройство или программируемый генератор в си­стемах автоматики; БИС контроллера прямого доступа к па­мяти как в вычислительных системах, так и для построения контроллеров накопителей на магнитных дисках; БИС програм­мируемого контроллера прерываний для построения устройств прерывания, дискретных вычислительных устройств и устройств автоматики. В системах управления ПР на базе микроЭВМ с целью обеспечения оптимальных параметров управления функции между программными и аппаратными средствами рас­пределены определенным образом. Центральный микропроцес­сор решает задачи программного управления, а периферийные устройства (контроллеры) осуществляют накопление и элемен­тарную обработку быстро меняющейся входной информации.

Устройства управления могут быть реализованы на основе специализированных вычислителей либо в виде серийной микро-ЭВМ.