Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
71
Электрическая схема узла УПП состоит из ряда триггеров и
схем сравнения. Состояние первого триггера определяет режим
работы устройства: автоматический или обучения. При установке
в состояние "1" следующего триггера сигнал "Строб-3" поступает
в УА и начинается последовательный опрос запоминающего
устройства. Сигнал "Строб опроса задержки", поступающий из
узла (УА), свидетельствует об окончании процесса опроса и
наличии опрошенной информации в выходных регистрах
запоминающего устройства. Последний сигнал инвертируется и
поступает на вход полупроводникового элемента. При
совпадении на остальных входах соответствующих признаков
этот сигнал проходит на выход представленного
полупроводникового элемента и прекращает процесс поиска,
устанавливая триггер в состояние "0”. Аналогично происходит
поиск свободного слова. Кроме выше описанного в узле УПП
есть схема, предназначенная для выработки сигнала, о наличии
питания. При наличии питания автоматически происходит поиск
программы, что обеспечивает установку рабочих органов
манипулятора в исходное положение.
Узел (УВП) предназначен для приема и обработки сигналов
запроса программы; записи, хранения и выдачи кода номера
программы; сравнения запрошенного и считанного кода номера
программы с кодом номера программы, хранящимся в регистре.
Узел выбора программы состоит из шифраторов, регистров и
схем сравнения. Шифратор преобразует сигналы запроса
программы в четырехразрядный двоично-десятичный код номера
программы. По сигналу "Начало поиска" этот код записывается в
регистр номера программы (с 19-го по 22-й). При поиске
программы код номера программы, считанный из
запоминающего устройства, сравнивается при помощи схемы
сравнения с кодом номера программы, записанным в регистр
номера программы. В момент сравнения схема выдает сигнал
определенного вида. Схема, реализующая логическое "Или”,
собрана на полупроводниковых элементах и объединяет коды
72
номера программы набора с кодом номера программы
шифратора. Если не запрошена с оборудования ни одна
программа, то на вход схемы "Или" поступает код номера
программы с набора. Если поступает хоть один сигнал запроса,
то на вход данной схемы поступает код номера программы с
шифратора. Вторая схема сравнения осуществляет сравнение
кода номера программы, записанного в регистр номера
программы, с кодом номера программы, запрошенного
оборудованием или оператором с пульта управления.
Узел (УОП) предназначен для организации
последовательной отработки программы в автоматическом
режиме, записанной (хранимой) в системе управления роботом. В
него поступает информация об отработке координат из узла УС,
отработке команд с узла УОК, отработке выдержки с узла УА.
Электрическая схема УОП состоит из ряда триггеров, схемы
совпадения, трех оптронов, элементов световой индикации и
работает следующим образом: в случае отработки составляющих
кадра программы триггеры устанавливаются в состояние "1”, а с
выхода полупроводникового элемента, совмещенного с ними,
снимается положительный импульс конца отработки перехода.
Этот импульс проходит через схему совпадения на выход узла
УОП в виде определенного сигнала, который разрешает
считывание следующего кадра из запоминающего устройства.
Триггеры в общем случае дают разрешение на последовательную
отработку программы при ее запуске. При нажатии клавиш
“СТОП" триггер устанавливается в состояние "0" и после
отработки считанного из запоминающего устройства шага
программы прерывается. Оптроны предназначены для
гальванической развязки сигналов "Пуск дистанционный” и
"Стоп дистанционный" с целью повышения помехоустойчивости
устройства управления. Программа может быть остановлена по
сигналу с оборудования "Блокировка оборудования 1”. Этот
сигнал также гальванически развязан с системой управления
оптроном. В режиме поиска программы по импульсу "Конец
поиска” необходимо считывание первого координатного слова
73
программы. Для этого импульс "Конец поиска" расширяется, где
по его заднему фронту вырабатывается короткий импульс,
запускающий считывание первого координатного слова
программы. В конец программы при наличии ”1” в 24 разряде
сигнал проходит через полупроводниковые элементы. В случае
наличия сигнала запроса программы от периферийного
оборудования (триггеры в состоянии "1”) этот импульс идет на
запуск поиска программы в узел УПП. При отсутствии этого
сигнала (триггеры в состоянии "0") осуществляется задержка
переднего и заднего фронтов импульса конца отработки шага
программы. Сформированный таким образом импульс поступает
на запуск считывания первого координатного слова программы.
Система управления ПР РФ-202М может работать в двух
режимах: обучающем и автоматическом, причем выполнение
одновременно двух режимов невозможно. В зависимости от
режима алгоритм работы системы управления различен. На
рис. 13 представлена схема работы устройства управления в
режиме обучения. Последний - реализуется при обучении
манипулятора необходимой технологической программе для
автоматизации конкретного химико-технологического процесса.
Алгоритм обучения осуществляется следующим образом:
оператор на пульте управления (УЗП) устанавливает режим
обучения и номер программы. При этом автоматически узел
поиска программ в модуле памяти находит свободное слово, а
узел адреса записывает в МП адрес программы, используя
информацию из узла обучения 2. По команде "Начало цикла" и
"Технологические команды на оборудование" в узле обучения 1
формируется управляющее слово соответственно с 1-го по 11-й и
с 12-го по 13-й разряды. Данная информация записывается в
модуле памяти и характеризует исходное положение
манипулятора и периферийного технологического оборудования.
В режиме обучения оператор с пульта управления набирает
следующий шаг программы. Информация поступает в узел
обучения 1 и 2 и формируется в управляющее слово,
записываемое в МП.
74
Номер
технологической
команды
УОК
12-18 р
2
1
УО1
12-18 р 1-11 р
УЗП
Команды
движения
Оператор
программы
Выдержка
времени
19-25 р
УО2 УА УПП
1-18 р
1-11 р
Адрес
программы
19-25 р
2
1
Номер
Поиск
свободного
слова
УВК
УРК
Периферийное
технологическое
оборудование
УК
Манипулятор
Сигналы с датчика
УООК
УС
МП
С ве то вая ин дик а ци я
от ра бо тки ко ор ди н аци и
на
УЗП
Рис. 13. Схема работы устройства управления СУ-202М
в режиме обучения
75
Кроме того, сигнал из ОУ1 поступает: на узел координат,
где усиливается, и далее на электропневматические управляемые
клапаны манипулятора; на узел обработки команд и узел выдачи
команд, где сигнал усиливается и далее поступает на УРК и
периферийное технологическое оборудование; на модуль
обработки координат, включающий УООК и УС, где
формируется сигнал конца отработки по координатам и световая
индикация, характеризующая движение манипулятора по
степеням подвижности.
В начале обучения оператор нажимает клавишу "Начало
цикла” на пульте управления. Узлы УЗП и У02 формируют в
разрядах с 19-го по 22-й номер обучаемой программы, а также
признак слова в 23-м разряде, характеризующего начало
программы, т.е. записывается “1”; в разряд 24-м - "0"- отсутствие
конца, а в разряд 25-й - "1" - признак занятости. При нажатии
клавиши "Запись" сформированное слово (т.е. разряды с 1-го по
25-й), записывается в модуль памяти по определенному адресу
устанавливаемому УА. Последующее обучение осуществляется
без нажатия клавиши "Начало цикла" и в разряды с 19-го пo 22-й
записывается выдержка времени ЗУ в конечных точках. При этом
в разряде 23-м и 24-м записывается "0", а в разряде 25-м - "1". В
конце обучающей программы (после последнего шага), когда
манипулятор переместился в исходное положение, нажимается
клавиша "Конец цикла". При этом узел УО2 формирует в 24-м
разряде признак конца цикла, т.е. в данный разряд записывается
"1”. Таким образом, в конце программы имеем в разрядах 23 -
"0", 24 - "1" и 25 - "1", после чего процесс повторяется.
На рис. 14 представлена схема работы устройства
управления в автоматическом режиме. Для перевода системы
управления в автоматический режим работы необходимо нажать
клавишу "Автомат" на пульте управления (УЗП). При этом
система управления автоматически находит в запоминающем
устройстве программу, либо запрошенную оборудованием, либо
записанную с пульта управления.
76
2
1
УО1
УЗП
Номер
программы
УПП
Опрос ячеек Импульс совпадения19-22р
2
1
МП
Оператор
Автоматический
режим
УОК
1-11р
УК УВК
Манипулятор
Сигналы с
датчика
О т р а б от к а п о с л ед у ю щ е г о ш а г а за п и с а н н о й п р о гр ам м ы
УООК
УС
Отработка
команд
Информацион-
ный регистр
УА
Выдержка
УОП
19-22р
времени
Отработка
УРК
Периферийное
технологическое
оборудование
УВП
команд
Рис. 14. Схема работы устройства управления СУ-202М
в автоматическом режиме
12-18р
77
Поиск программы осуществляется следующим образом:
опрашиваются все слова запоминающего устройства до
совпадении признаков адресного слова и номера программы,
записанных в разряде с 19-го по 22-й. При согласовании
происходит запоминание данной информации и использовании её
для цикличного воспроизведения программы, причем
считывается данное слово и следующее за ним, расположенное в
памяти. Процесс завершается только в том случае, если в ячейке
памяти располагается слово, в котором записан признак конца
цикла.
Если сигнал о смене программы в течение ее отработки не
поступает, то она воспроизводится до тех пор, пока ее не
остановит оператор. Для этого необходимо нажать клавишу
"Стоп", расположенную под пультом управления. Если сигнал о
смене программы поступает от периферийного технологического
оборудования, осуществляется автоматический поиск новой и ее
отработка. Конец отработки кадра, т.е. фактически одного шaгa
программы, определяется концами отработки, основных
составляющих его частей – координат, команд и выдержки.
Конец отработки по координатам вырабатывают узлы УС и
УООК, конец отработки времени – узел, программируемый
таймер. Все сигналы отработки частей кадра поступают на узел
УОП. Если в отрабатываемом кадре не был записан признак
конца цикла, то осуществляется опрос из модулей памяти (МП)
следующего кадра. Если в отрабатываемом кадре записан
признак конца, то после отработки в узле УВП производится
анализ сигналов от периферийного технологического
оборудования на запрос программы. В результате анализа
функционирующая программа либо отрабатывается, когда нет
запроса, либо запускается узел УПП для поиска в запоминающем
устройстве МП программы, запрошенной оборудованием.
Таким образом, детальное рассмотрение устройства и
принципа работы СУ робота PФ-202M позволит будущим
инженерам более полно использовать функциональные
возможности ПР при роботизации химико-технологических
процессов.
78
Методика выполнения работы
Работу выполняет группа из 3-5 студентов.
1. Оценить достоинства и недостатки основных видов
систем управления ПР и целесообразность их использования.
2. Изучить возможность реализации на ПР различных
видов программного управления.
3. Изучить общее устройство, назначение и принцип
работы основных блоков системы управления ПР РФ-202 М.
4. Изучить работу системы управления ПР РФ-202 М в
режимах обучения и автоматическом.
5. Потренироваться в написании управляющего слова.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Какие функции выполняет система управления роботом?
2. В чем разница между программным, адаптивным и
интеллектуальным видами управления?
3. Объясните суть циклового, позиционного, контурного и
комбинированного типов программного управления ПР.
4. Что такое аналитическое программирование, а также
программирование в режиме обучения и самообучения?
5. Как измеряется объём памяти системы управления ПР и
как они подразделяются в зависимости от объема памяти?
6. На что влияет увеличение количества внешних команд
системы управления?
7. Объясните назначение основных систем устройства
управления робота РФ-202М.
8. Как работает система управления робота РФ-202М в
режиме обучения?
9. Paсскажите о работе системы управления в
автоматическом режиме.
10. По исходным данным, заданным преподавателем,
запишите управляющее слово.
11. На конкретных примерах различных химико-
технологических процессов покажите целесообразность
использования роботов с различными системами управления.
79
Лабораторная работа № 6.
Изучение устройства промышленного робота РМ-01
Цель работы: изучить устройство, назначение основных
систем ПР РМ-01, его технические характеристики и принципы
работы; выработать навыки пробного пуска робота, его
калибровки и возможности использования для автоматизации
химико-технологических операций.
Теоретические сведения
Промышленный робот РМ-01 значительно отличается от
роботов РФ – 202M и "Электроника НЦТМ-01" конструкцией
исполнительного устройства. Промышленный робот РМ-01
снабжен манипулятором модели “PUMA-560” (рис. 15). Данная
модель обладает только вращательными степенями подвижности,
в том числе три – для непосредственного перемещения рабочего
органа, снабжена механическими плечевым и локтевым
суставами и имеет определенное сходство с рукой человека.
Использую в качестве прототипа руку человека, разработчики
манипулятора добились значительного расширения
технологических возможностей и улучшения ряда технических
показателей в сравнении с роботами РФ –202М и “Электроника
НЦТМ-01”. Поэтому роботы на базе манипуляторов типа
“PUMA” в равной мере применяются как на основных
технологических операциях, так и на вспомогательных, т.е. они
универсальны. Данного типа ПР нашли распространение и в
пищевой промышленности. Например, робот, оснащенный
системой технического зрения и дисковым ножом (вместо
захватного устройства), разделывает туши гораздо качественней,
чем квалифицированный мясоруб; робот, оснащенный шприцем
для подачи крема, шоколада, глазури и т.п., наносит на
кондитерские изделия (торт, пирожные и др.) рисунки, делает
80
надписи, выполняет технологическую операцию глазирования
лучше, чем квалифицированный кондитер.
Таким образом, робот РМ-01 на базе манипулятора
“PUMA-560” является из наиболее современных и
прогрессивных. ПР, со значительно большими функциональными
возможностями, чем РФ-202М, “Электроника НЦТМ-01” и им
подобным. Поэтому область применения ПP PM-01 в различных
химико-технологических процессах гораздо шире.
Лабораторная установка ( рис. 16) состоит из манипулятора
1, установленного на постаменте 2, системы управления 3,
позиции 4 для выполнения технологических операций,
устройства загрузки 5, системы воздухоподготовки 6, а также
соединительных кабелей 7. Основным элементом лабораторной
установки является робот PM-01, состоящий из манипулятора
модели “PUMA-560 и системы управления типа "Сфера -36",
включающей информационную систему. Манипулятор и система
управления связаны между собой соединительными кабелями.
PM-0I является программным ПР первого поколения с
элементами адаптации, стационарный, напольного или
подвесного исполнения, со средним ходом манипулятора.
Модель робота “PUMA-560” является одним из наиболее
распространенных манипуляторов семейства “PUMA” и состоит
(рис. 1 5) из основания 1, на котором крепятся колонка 2. На ней
жестко закреплено плечо 3, относительно которого
осуществляется вращение верхней часть руки 4 в плечевом
суставе.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]