4580

31

Лабораторная работа № 4

Учебно-имитационная программа управления роботом-переносчиком грузовых складских контейнеров «ROBOTICS»

Цель работы: разработка программы автоматической переноски и загрузки контейнерами складского помещения.

1. Назначение программы

Учебно-имитационная программа «ROBOTICS» демонстрирует возможности роботоподобного механизма, предназначенного для переноски и оптимальной загрузки складского помещения прямоугольными контейнерами стандартной формы. На примере этой программы можно получить представление о системе управления промышленными роботами.

2. Описание аппаратно-программной среды

Программа «ROBOTICS» работает на любой IBM-совместимой ПЭВМ под операционной системой Windows. Наиболее выгодно с точки зрения быстродействия и графического интерфейса программа функционирует на процессоре Pentium и достаточном пространстве оперативной памяти. Программа написана на языке Turbo Basic. Общий объем дисковой памяти программы ( .ехе -файл и .dat - файлы образов графических объектов) около

107,8Kb.

3. Описание работы программы

3.1. Главное меню

При запуске исполняемого файла ROBOTICS.EXE пользователь получает следующий экран (рис. 1):

32

Рис. 1. Экран выбора режимов работы программы

Мигающий курсор-стрелка в прямоугольнике в правой части экрана предоставляет возможность выбора режима работы.

3.1.1. Режим "РУЧНОЙ"

Наиболее нагляден на первых этапах ознакомления с программой режим "РУЧНОЙ". Его выбор приводит к основному экрану (рис. 2).

Рис. 2. Экран ручного режима работы

Робот представлен в виде строго горизонтально перемещаемого модуля с телескопическим манипулятором-захватом. Управление манипулятором производится с помощью клавиатуры. Действия, производимые роботом при нажатии клавиш, описаны в последней строке экрана. На "пульте управления", расположенном в правой части экрана, отображаются текущие {X;Y} – координаты ма-

35

Числа в левой части окна – номера строк программы (000-499). Для команды отводится 5 знакомест, причем на первом месте может находиться только символ латинского алфавита или пробел.

Таким образом, структура команды:

Xn, где X - наименование команды, n – число, указывающее количество шагов, на которое перемещается манипулятор (для отдельных команд n может отсутствовать; пробел между X и n может также отсутствовать):

Un – движение манипулятора вверх (n – число, указывающее количество шагов);

Dn – движение манипулятора вниз; Rn – движение манипулятора вправо; Ln – движение манипулятора влево; О – открыть захват; С – закрыть захват;

В – позиционировать манипулятор в начальную точку с координатами

(149:114);

S – завершение программы.

Пример команды: L 20 – перемещение манипулятора влево на 20 единиц. Клавиши команд редактора:

Стрелки "вниз-вверх-вправо-влево" – перемещение курсора; <Enter> – переход в начало следующей строки;

<Esc> – возврат в дополнительное меню;

<Таb> – переключение между режимом РЕДАКТОР и дополнительным меню (активизируется после первого входа в редактор);

<Пробел> – удаление неверно введенного символа.

3.1.3.2. ОЧИСТИТЬ

Введенная программа удаляется из памяти. Внимание! Дополнительного подтверждения не запрашивается!

36

3.1.3.3. ПЕЧАТЬ Введенная программа может быть распечатана на принтере.

3.1.3.4. ВОЗВРАТ Переход в главное меню (аналог клавиши <Esc>).

3.1.4. Режим "ИНСТРУКЦИЯ"

Выводится инструкция. Листание страниц производится клавишами

<PageUp> и <PageDown>. <Esc> — Возврат в Главное меню.

3.1.5. ВЫХОД В ДОС.

Прекращение выполнения программы ROBOTICS, возврат в операционную систему.

3.2. Критические ситуации при работе в ручном и автоматическом режимах

Возможны следующие ситуации:

1.Попытка выйти за границы рабочей зоны манипулятора: в нормальном состоянии координата X находится в диапазоне

1.00 - 229, Y – в диапазоне 114 - 252.

2.Столкновение манипулятора с контейнером.

3.Столкновение захваченного объекта со свободным при движении манипулятора.

4.Попытка перемещения контейнера без отрыва от поверхности.

Вкритических ситуациях 1-4 в ручном режиме выдается предупредительный звуковой сигнал. От оператора требуется принятие решения и корректирующее перемещение робота.

Вавтоматическом режиме выдается сообщение об ошибке и происходит прерывание выполняющийся программы.

Установка контейнера в неуравновешенное состояние вызывает его падение. Повторный захват данного контейнера невозможен.

Освобождение захвата на высоте, превышающей в 2 раза высоту самого контейнера.

В этом случае выдается предупредительное сообщение на экране и звуковой сигнал.

4. Практическое применение программы

Можно, масштабируя реальные размеры конкретного склада и заданное количество контейнеров, разработать и "проиграть" оптимальную последовательность действий по оптимальной загрузке склада. Эта последовательность действий может быть записана в виде некоторой программы на простейшем языке управления механизмами и воспроизведена в автоматическом режиме. Программа может быть использована в ручном режиме в качестве тренажера в различных вариантах. Например:

работа при заданном количестве и некотором исходном расположении контейнеров на время выполнения конкретной задачи складирования;

работы "вслепую": левая, "изобразительная" часть экрана закрывается полоской бумаги, и оператор, имея образ своих действий в виде переменных координат робота, пытается решить задачу перестановки контейнеров;

оптимальное взаимное перемещение различных складских зон и т.п.

5.Задание по работе

5.1.Ознакомиться с инструкцией и режимами работы программы.

5.2.В ручном режиме записать команды и количество шагов для выполнения операций перемещения контейнера по варианту задания:

5.3.В режиме «ПРОГРАММА» реализовать алгоритм полученный в п. 5.2.

5.4.В автоматическом режиме выполнить разработанную программу.

6.Содержание отчета

6.1.Название и цель работы.

6.2.Назначение программы «ROBOTICS».

6.3.Описание ручного ркжима работы программы.

6.4.Описание команд автоматического режима.

6.5.Текст программы по варианту задания.

7.Контрольные вопросы

7.1.Назначение и применение программы «ROBOTICS».

7.2.Команды автоматического режима.

7.3.Критические ситуации, возникающие при работе программы.

39

Библиографический список

Основная литература

1. Иванов, А.А. Основы робототехники [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А.А. Иванов. – 2-е изд., испр. – М. : ИНФРА-М, 2018. – 223 с. // ЭБС

«Знаниум». – Режим доступа: http://znanium.com/bookread2.php?book=939223. –

Загл. с экрана.

Дополнительная литература

2.Мещерякова, В.Б. Металлорежущие станки с ЧПУ [Электронный ресурс] : учеб. пособие / В.Б. Мещерякова, В.С. Стародубов. - М. : ИНФРА-М, 2017. - 336 с. // ЭБС «Знаниум». – Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/881108. – Загл. с экрана.

3.Грибанов А. А. Системы ЧПУ и робототехники [Электронный ресурс]

:метод. указания к лаб. работам для студентов по направлению подготовки 15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / А. А. Грибанов; ВГЛТУ. - Воронеж, 2018. - 39 с. - ЭБС ВГЛТУ.

4.Грибанов, А. А. Системы ЧПУ, робототехника и обрабатывающие центры [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / А. А. Грибанов ; ВГЛТУ. - Воронеж, 2016. - 8 с. - ЭБС ВГЛТУ.

Грибанов Андрей Анатольевич

Системы ЧПУ, робототехника и обрабатывающие центры

Методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»