МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИ­ВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ»

(для студентов специальности «Автомати­зация производственных процессов и производств»)

У Т В Е Р Ж Д Е Н О

на заседании кафедры

автоматики и систем управления.

Протокол № 26 от 9.12.1999

Луганск 2000

УДК 007.52(07)

Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Промышленные роботы» (для студентов специальности «Автоматизация производственных про­цессов и производств» / Сост. А.В. Верховодов.-Луганск: Изд-во Восточноукр. нац. ун-та, 2001. - 56с.

Приведены материалы, необходимые для выполне­ния лабораторных работ по дисциплине «Промышлен­ные роботы». Даны сведения о конструкции механизмов промышленных роботов, используемых пневматических и электрических приводах, датчиках обратной связи, устройствах программного управления роботами, спосо­бах программирования.

Составитель А. В. Верховодов, доц.

Отв. за выпуск Ю. П. Коробецкий, проф.

Рецензент С. К. Рамазанов, проф.

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А №1

Исследование цикловых систем про­граммного управления роботами

Ц е л ь р а б о т ы: изучить устройство ЭЦПУ-6030 и принцип действия цикловой системы программного управления промышленным роботом МП-9С, освоить методики программирования и приобрести практические навыки настройки работы робота по заданной про­грамме.

Общие положения

Устройство ЭЦПУ-6030 [1] предназначено для управления манипуляторами, имеющими двухпозицион­ные степени состояния, с позиционированием по упорам и соответствующим технологическим оборудованием., конструкция устройства выполнена в виде настольного пульта.

Техническая характеристика устройства ЭЦПУ-6030.

Тип системы управления Число управляемых звеньев мани­пулятора Число звеньев, управляемых по путевом принципу Число звеньев, управляемых по путевому и по временному при­знакам Число точек останова на управ­ляемом звене Число технологических команд Число блокировок Число программируемых выдер­жек времени Диапазон регулировки программи­руемой выдержки времени Число кадров программы Число выходов управления звеном манипулятора Устройство обеспечивает цифро­вую индикацию номера кадра про­граммы Элементарная база

- цикловая - до 6 - 4 - 2 - 2 - 6 - до 4 - 1 - от 0 до 0,7 с - до 30 - 2 интегральные микросхемы серии К-155 в сочетании с дискретными элементами

Описание лабораторной установки

На рис.1 показаны функциональный состав устрой­ства ЭЦПУ-6030 и характерные связи между узлами и блоками. Оно построено по принципу синхронного про­граммного автомата с жестким циклом управления и со­стоит из следующих основных узлов и блоков:

блок управления, предназначенный для обработки информации по заданной программе и выдачи управ­ляющих воздействий на манипулятор и технологическое оборудование;

Рис.1. Структурная схема устройства ЭЦПУ – 6030

пульт управления, обеспечивающий задание режи­мов работы устройства, выполнение операций включе­ния-выключения питания, запуска в работу, а также руч­ное управление звеньями манипулятора;

программоноситель, предназначенный для набора и хранения требуемой программы работы робота;

блок усилителей, обеспечивающий выдачу управ­ляющих команд на распределители манипулятора и тех­нологического оборудования;

блок питания, обеспечивающий питание электрон­ного оборудования, датчиков манипулятора и технологического оборудования.

Б л о к у п р а в л е н и я формирует команды управ­ления исполнительными органами манипулятора и тех­нологическим оборудованием на основании информации, поступающей с программоносителя, сигналов от датчи­ков положения звеньев манипулятора и состояния управ­ляющих органов на пульте управления.

П у л ь т у п р а в л е н и я предназначен для опера­тивного управления устройством и отображения состоя­ния робота.

С пульта управления можно задать один из следую­щих режимов работы устройства: РУЧНОЙ, КОМАНДА, ЦИКЛ, АВТОМАТ.

В режиме РУЧНОЙ команды на манипулятор зада­ются с пульта управления и поступают на блок усилите­лей и далее на манипулятор для управления его подвиж­ными органами. Контроль положения исполнительных органов манипулятора осуществляется с помощью табло индикации состояния звеньев манипулятора.

В режиме КОМАНДА устройство обеспечивает от­работку одного кадра программы, набранной на про­граммоносителе. После отработки команд, заданных в кадре, происходит остановка устройства.

В режиме ЦИКЛ устройство обеспечивает одно­кратную отработку всех кадров программы.

В режиме АВТОМАТ устройство обеспечивает мно­гократную отработку рабочего цикла робота.

При нажатии кнопки режима РУЧНОЙ на звено ма­нипулятора выдается команда, мнемоническое изобра­жение которой нанесено на табло над кнопкой, табло при этом загорается.

Кнопка ПУСК функционирует только в режимах АВТОМАТ, ЦИКЛ и КОМАНДА. При нажатии на эту кнопку устройство начинает работать по программе, од­новременно загорается табло РАБОТА.

Кнопка СТОП служит для останова работающего по программе устройства. При нажатии на эту кнопку табло РАБОТА гаснет (питание устройства не выключается).

Кнопка СБРОС СЧК (счетчика кадров) используется для предварительной установки счетчика кадров в на­чальное состояние.

Кнопка + 1 СЧК используется для изменения со­стояния СЧК.

Кнопка СЕТЬ предназначена для включения пита­ния.

При работе робота по программе на табло индика­ции высвечивается текущий номер исполняемого кадра.

В верхней части устройства расположена красная кнопка аварийного выключения устройства.

П р о г р а м м о н о с и т е л ь выполнен в виде двух наборных полей из многопозиционных переключателей и размещен в верхней части устройства в специальной нише, закрываемой крышкой. Каждый кадр программы может содержать одну или две команды, набираемые на верхнем и нижнем полях программоносителя.

Программа составляется по циклограмме работы робота, которая разбивается по шагам. Максимальное число шагов рабочего цикла (а соответственно и про­граммы) — 30. Программоноситель, на котором набира­ется программа, выполнен в виде двух наборных полей многопозиционных переключателей по 30 шт. в каждом поле (число шагов программы).

Система команд устройства ЭЦПУ-6030 приведена в табл. 1.

Наличие верхнего и нижнего полей программоноси­теля позволяет исполнять одну или две команды.

Если соответствующая команда набирается на верх­нем поле программоносителя, а на нижнем вместо знака * устанавливается цифра 0, то данный кадр состоит из одной команды. Кадр также состоит из одной команды, если на верхнем поле вместо знака * устанавливается цифра 0.

Кадр совместной отработки формируется из двух команд, набираемых в одном шаге на верхнем и нижнем полях. Переход к следующему шагу происходит только после отработки команд управления звеньями манипуля­тора, набранных на программоносителе.

Т а б л и ц а 1. Схема команд устройства ЭЦПУ-6030

Номер ко­манды	Название команды	Код кадра
		верхнее поле	нижнее поле
1	Движение исполнительного устройства вперед	1	*
2	Движение исполнительного устройства назад	2	*
3	Поворот вправо	3	*
4	Поворот влево	4	*
5	Подъём вверх	*	1
6	Движение вниз	*	2
7	Захватное устройство Закрыто	*	6
8	Захватное устройство Открыто	*	5
9	Сдвиг влево	0	4
10	Сдвиг вправо	0	3
11	Ротация: - влево - вправо	6 5	0 0
12	Технологическая команда 1	9	1
13	То же, 2	9	2
14	» , 3	9	3
15	» , 4	9	4
16	» , 5	9	5
17	» , 6	9	6
18	Выдержка времени	*	9
19	Пропуск	9	7
20	Переход	9	8
21	Останов	9	9
22	Конец программы	0	0

Технологическая команда — команда управления технологическим оборудованием. В кадре программы может быть набрана только одна технологическая ко­манда.

Команда ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ служит для вве­дения задержки между шагами программы. В этом слу­чае в коде команды вместо знака * набирается цифра 0. С помощью команды ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ может быть реализован и режим совместной отработки команд, в ко­тором одна команда начинает отрабатываться спустя за­данное время (в зависимости от того, сколько раз был набран код 09) после начала другой.

Команда ПРОПУСК служит для организации про­пуска одного кадра программы при исполнении внеш­него условия. В случае если не приходит сигнал с дат­чика, установленного на внешнем оборудовании, устрой­ство переходит к выполнению кадра, записанного на (i+ 1)-м шаге (на i-м шаге—ПРОПУСК). Если внешнее усло­вие выполняется, т. е. присутствует сигнал —24 В, то пропуск кадра не происходит.

Команда ПЕРЕХОД служит для организации услов­ного перехода к фиксированному шагу с произвольного места программы. Условный переход выполняется при отсутствии на входе устройства —24 В; если сигнал —24 В присутствует, то переход не выполняется, и устройство переходит к исполнению шага, следующего за командой ПЕРЕХОД.

Команда ОСТАНОВ служит для остановки устрой­ства, работающего по программе.

Команда КОНЕЦ ПРОГРАММЫ служит для зацик­ливания программы работы робота. При выполнении этой команды счетчик кадров сбрасывается в исходное нулевое состояние, после чего исполнение набранной программы повторяется.

В режиме ЦИКЛ, кроме того, при выполнении ко­манды КОНЕЦ ПРОГРАММЫ производится останов устройства.

Для набора режимов работы следует составить про­грамму, пример которой приводится в табл. 2.

Отладка программы производится последовательно в режимах КОМАНДА, ЦИКЛ и АВТОМАТ на вклю­ченном устройстве.

Т а б л и ц а 2. Пример фрагмента программы

Номер шага	Код кадра	Наименование команд в кадре
0 1	11 05	Вперёд. Подъём. Открытие захватного устройства.

Порядок выполнения работы

В процессе выполнения работы необходимо:

1. Изучить функциональную схему и принцип дей­ствия системы управления.

2. Визуально освоить пульт управления системы ЭЦПУ-6030.

3. Включить систему в сеть и в режиме РУЧНОЙ произвести отработку всех команд управления роботом.

При включении питания звенья манипулятора авто­матически приходят в положение, которое соответствует изображению в нижнем ряду табло индикации состояния звеньев манипулятора. Чтобы избежать нежелательных перемещений звеньев при включении питания, звенья манипулятора перед включением сети необходимо вруч­ную вывести в исходное положение согласно табло ин­дикации состояния звеньев.

Устройство вводится в рабочее состояние в сле­дующем порядке:

нажатием кнопки СЕТЬ включить питание;

установить режим работы РУЧНОЙ и с помощью кнопок ручного управления звеньями манипулятора вы­вести их в исходное положение.

4. Составить программу управления роботом, в со­ответствии с заданием, как это показано в табл. 2. Для визуальной фиксации движений применить команду ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ.

5. Набрать программу на программоносителе и про­извести ее отладку последовательно в режимах КО­МАНДА, ЦИКЛ, АВТОМАТ. При переходе в эти ре­жимы нажимать кнопку СБРОС СЧК.

В режиме КОМАНДА, устанавливая счетчик в ну­левое положение кнопкой СБРОС СЧК и нажимая после­довательно на кнопку ПУСК, отработать всю программу. Затем программу проверить в режимах ЦИКЛ и АВТО­МАТ.

Перед остановкой устройства установить режим ра­боты ЦИКЛ. Робот дорабатывает последний цикл и оста­навливается, манипулятор приходит в исходное состоя­ние.

6. Выключить питание устройства нажатием кнопки аварийного выключения питания.

7. Продемонстрировать преподавателю работу робота по программе и составить отчет.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Техническая характеристика ЭЦПУ - 6030.

3. Структурная схема устройства ЭЦПУ - 6030.

4. Схема движений робота..

5. Программа работа робота.

6. Выводы.

Контрольные вопросы

1.Раскройте назначение функциональных блоков сис­темы циклового управления.

2.Объясните назначение команд: ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ, ПРОПУСК, ПЕРЕХОД, ТЕХНОЛОГИЧЕ­СКАЯ КОМАНДА, ОСТАНОВ, КОНЕЦ ПРОГРАММЫ.

3.Объясните функциональные возможности системы ЭЦПУ-6030 в режимах: РУЧНОЙ, КОМАНДА, ЦИКЛ, АВТОМАТ.

4.Объясните принцип управления - по путевому и временному принципам.

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А №2