Федеральное агентство по образованию

Новгородский государственный университет

им. Я.Мудрого.

Кафедра технологии машиностроения.

Методические указания к лабораторной работе

Программирование промышленного робота МП-9С.

Великий Новгород

2005

ВВЕДЕНИЕ

Роботы и робототехнические системы (РТС) – перспективное направление автоматизации технологических процессов. Темпы производства роботов увеличиваются, особенно в развитых странах. Несмотря на конструктивное многообразие роботов, они имеют много общего в моделях описания движения и принципах программирования движения.

Существуют два способа программирования робота: обучение и программирование с помощью некоторого алгоритмического языка. Первый способ отличается простотой и не требует высокой квалификации человека-оператора, но не позволяет программировать сложные технические процессы. Языковое программирование более перспективно, так как практически не имеет ограничений по уровню сложности создаваемых программ и допускает интерактивное управление роботами.

Известны два различных подхода к созданию языка управления роботами. Один из них состоит в разработке нового, специально предназначенного для программирования робототехнических задач языка. При этом подходе предполагается, в частности, что синтаксис языка приспособлен к описанию поведения робота, то есть настолько понятен и экономичен, насколько это возможно.

Альтернативным подходом является использование традиционных универсальных языков программирования высокого уровня для решения задач робототехники, при условии, что выбранный язык позволяет определять необходимые структуры данных и управляющие команды манипулятора.

Цель работы: изучение устройства промышленного робота МП-9С, получение навыков разработки и отладки алгоритмов и программ для управления роботом.

1. Краткое описание робота мп-9с

Промышленный робот МП-9С предназначен для выполнения операций транспортирования и ориентации деталей. Робот может работать в составе робототехнических комплексов и гибких автоматизированных производств.

В состав робота МП-9С входят:

манипулятор, технические параметры которого приведены в табл. Таблица 1; устройство управления робота МП-9С.

В качестве управляющего устройства робота используется микропроцессорное программируемое цикловое устройство ЭЦПУ-6030.

2. Манипулятор робота мп-9с

Кинематическая схема манипулятора робота МП-9С приведена на рисРис. 1. . Приводы всех звеньев и схвата робота – пневматические. В табл. Таблица 1 приведены некоторые технические параметры манипулятора робота МП-9С.

Технические параметры манипулятора робота МП-9С

Параметр		Значение
Грузоподъемность, включая массу схвата, кг		0,8
Потребляемая мощность, Вт		250
Максимальная скорость перемещения звеньев манипулятора	степень подвижности № 1, м/с	0,12
	степень подвижности № 2, /с	300
	степень подвижности № 3, м/с	0,75
Максимальная величина перемещения звеньев манипулятора	степень подвижности № 1, мм	30
	степень подвижности № 2, 	120
	степень подвижности № 3, мм	150
Масса робота, кг		57

2.1 Манипулятор робота МП-9С как конечный автомат

Спецификой циклового манипулятора является то, что он может находиться в конечном числе состояний. Манипулятор робота МП-9С (кинематическая схема которого приведена на рисРис. 1. ) представляет собой механизм с тремя степенями подвижности, каждая из которых перемещается с помощью двух пневмоприводов и имеет по две точки позиционирования. Таким образом, область достижимости этого манипулятора представляет собой конечное множество, состоящее из восьми точек x₁, x₂, . . . , x₈ (рисРис. 2. ).

1. Кинематическая схема манипулятора: 1, 2, 3 – степени подвижности; 4 – схват

Если манипулятор имеет k степеней подвижности, каждая из которых содержит p_i точек позиционирования (i = 1, 2, , k), то число точек n, куда может попасть захват, можно записать следующим образом:

.

Цикловой манипулятор снабжен восемью путевыми датчиками, которые фиксируют попадание подвижного сочленения в каждое из допустимых положений (рисРис. 2. ). Таким образом, мы имеем 6 различных сигналов y_ij (по два с каждой степени подвижности) с соответствующих датчиков, где i = 1, 2, 3 – номер степени подвижности, j = 1, 2 – номер датчика на степени. Кроме того, на каждую из степеней подвижности могут быть поданы управляющие сигналы u_ij. Эти сигналы имеют следующий смысл: u₁₁ – движение вверх, u₁₂ – вниз, u₂₁ – влево, u₂₂ – вправо, u₃₁ – назад (втягивание руки), u₃₂ – вперед (выдвижение руки). При u_ij = 0 движение не происходит, при u_ij = 1 происходит движение в заданном направлении. Системы управления цикловых роботов содержат такие команды, хотя на самом деле полный набор команд таких систем существенно богаче, в частности, они могут иметь команды условных и безусловных переходов. Цикловой манипулятор можно описать как конечный автомат, интерпретируя управляющие сигналы как входной алфавит, показания датчиков – как выходной алфавит. Тогда соответствующие множества, входящие в описание

K = {U, X, Y, , },

где U – входной алфавит; X – множество состояний; Y – выходной алфавит;  – функция перехода;  – функция выхода, будут выглядеть следующим образом:

U = (u₁₁, u₁₂, u₂₁, u₂₂, u₃₁, u₃₂);

X = (x₁, x_2, x₃, x_4, x₅, x_6, x₇, x₈);

Y = ( y₁₁, y₁₂, y₂₁, y₂₂, y₃₁, y₃₂).

2. Область достижимости, состояния манипулятора и элементы входного и выходного алфавитов робота МП-9С.