Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 7 Изучение устройства управления укм – 772

Ц е л ь р а б о т ы: изучение принципа работы контурного уст­ройства управления УКМ –772 М и его возможностей при управлении роботами с электромеханическими при­водами.

Общие положения

Цель управления роботом ТУР-10К состоит в орга­низации таких воздействий на его исполнительные при­воды, которые приведут к координированному переме­щению рабочего органа из исходного положения в задан­ное или к плавному движению рабочего органа по непре­рывной заданной пространственной траектории. При этом отклонение положения рабочего органа от задан­ного должно находиться в пределах ±0,25 мм, отклонение траектории - в пределах 2 мм (см. технические характе­ристики робота). Для осуществления движения рабочего органа по непрерывной траектории устройство управле­ния роботом ТУР-10К должно обеспечить синхронную и согласованную отработку заданных траекторий всеми степенями подвижности манипулятора. Такая система управления называется контурной. Характерной особен­ностью роботов с контурной системой управления явля­ется наличие следящего привода по каждой степени под­вижности манипулятора.

Конструкция робота ТУР-10К такова, что в нем от­сутствует кинематическое взаимовлияние степеней под­вижности (исключение составляют движения сгиба и вращения кисти в механизме ориентации).

Каждое звено манипулятора приводится в движение от независимого электропривода. Устройство управления каждым электроприводом (т.е. одной степенью подвиж­ности) робота принципиально представляет собой сово­купность двух блоков - блока задания (формирования) программы движений привода и блока её отработки (сле­дящей системы привода). Основная задача следящей сис­темы состоит в обеспечении требуемой точности отра­ботки приводом программных движений.

На рис. 17 показана функциональная схема устрой­ства управления одной степенью подвижности робота ТУР-10К, где отражено физическое разделение блоков системы.

В составе следящей системы устройства управления можно выделить три части:

I - исполнительный двигатель манипулятора, кине­матически связанный с объектом; согласующий редуктор и измерительные элементы - датчик положения и датчик скорости (тахогенератор).

Рис. 17. Функциональная схема следящей системы привода

II - блок управления электроприводами;

III - модули устройства управления, реализующие закон регулирования. Конструктивно устройство управления робота выполнено в виде двух стоек - устройства числового программного управления УКМ-772, серийно выпускаемого ПО ЛЭМЗ, и блока управле­ния электроприводами (БУЭП).

Устройство УКМ-772 построено на базе микроЭВМ “Электроника-60”, обеспечивает контурное управление роботом с системой отсчета в абсолютных размерах, имеет 15 двоичных разрядов и 1 знаковый для обработки информации с линейной интерполяцией. Метод програм­мирования - обучение, программоноситель - кассета МК-60 с магнитной лентой по ГОСТ 20492-75.

Обозначение устройства УКМ-772 расшифровыва­ется следующим образом: У- универсальное, К- контур­ное, М- модульное, 7- число управляемых координат, 7- число одновременно управляемых координат, 2- с выхо­дом на замкнутую систему привода с двигателями посто­янного тока. (Если в конце поставлена цифра 1, то уст­ройство предназначено для управления разомкнутым ша­говым двигателем, что возможно в системах циклового и позиционного управления).

Рис. 18. Структурная схема системы управления УКМ - 772

В состав УКМ-772 входят (рис. 18): микроЭВМ “Электроника-60”, кассетный накопитель на магнитной ленте КНМЛ “Искра 005-33”, пульт оператора ПОп, пульт обучения (выносной) ПО, блок логический, аппа­ратура питания и вентиляции. Задача микроЭВМ “Элек­троника-60” - обработать управляющую программу, при­нятую с пульта оператора или кассетного накопителя, выдать сигналы управления на следящие приводы мани­пулятора и в шкаф электроавтоматики оборудования в режиме обработки программы. Математическое обеспе­чение УКМ-772 вводится с помощью перфоленты.

Управляющая программа робота содержит инфор­мацию о пространственном положении звеньев манипу­лятора по всем степеням подвижности (т. е. значения обобщенных координат манипулятора), о последователь­ности и времени выполнения отдельных шагов про­граммы и отдельных управляющих команд.

Простейшей единицей управляющей программы ро­бота является команда, соответствующая единичной опе­рации робота (перемещение одной степени подвижности, открывание или закрывание захватного устройства, вы­держка времени, выдержка технологической команды). В зависимости от характера единичной операции в УЧПУ УКМ-772 ей соответствует число от 1 бит информации (операции типа включить- выключить) до 15 бит (и 1 зна­ковый) для задания координат точного позиционирова­ния звена робота.

Группе единичных операций, имеющих закончен­ный смысл (перемещение захватного устройства в задан­ную точку при одновременной работе нескольких степе­ней подвижности), соответствует группа шагов, называе­мая кадром управляющей программы. Кадры могут объе­диняться в подпрограммы, соответствующие закончен­ной последовательности действий робота.

Формирование управляющей программы робота ТУР-10К с помощью существующего в УКМ-772 про­граммного обеспечения осуществляется в режиме “Обу­чение”. Суть его заключается в том, что оператор, управ­ляя роботом от специального пульта обучения, последо­вательно выводит рабочий орган в нужное положение (узловую точку) и затем дает сигнал на запись. В этот момент информация о значении обобщенных координат манипулятора считывается с датчиков обратной связи (ДОС) и заносится в оперативное запоминающее устрой­ство (ОЗУ). По окончании процесса обучения сформиро­ванная управляющая программа переписывается в кас­сетный накопитель. Распределение управляющей про­граммы и управление её перезаписью осуществляется микроЭВМ.

При отработке управляющей программы информа­ция о траектории движения, величинах скоростей испол­нительных звеньев манипулятора, подготовительных и технологических функциях, представляющая собой по­следовательность кадров, считывается с ленты кассетного накопителя, обрабатывается с помощью микроЭВМ и блока логического и передаётся на исполнительные ор­ганы манипулятора и оборудование.

Устройство УКМ-772 обеспечивает работу в сле­дующих режимах: “Разметка магнитной ленты”, “Ввод”, “Вывод”, “Выбор программы”,

“Обучение”, “Автоматическая работа однократная”, “Покадровая отработка” , “Поиск кадра”, “Контроль”.

Робот ТУР-10К и его устройство управления позво­ляет, кроме программирования, линейной интерполяции и последующей автоматической работы в обобщенных координатах, реализовать прямолинейные траектории в плоскости манипулятора в системах координат, связан­ных с основанием и с захватным устройством, осуществ­лять программную развязку движения сгиба и вращения кисти. Для программирования устройства управления ро­бота при работе в контурном режиме используются ма­тематические модели, описывающие кинематику и дина­мику манипулятора

Порядок выполнения работы

В процессе выполнения работы необходимо:

1. Изучить назначение, технические характеристики и общее устройство системы управления УКМ – 772 робота ТУР-10К по натурному образцу;

2. Изучить функциональную схему степени подвижно­сти робота, назначение ее блоков и их характеристики;

3. Изучить структурную схему системы управления, состав и назначение блоков, их взаимосвязь.

Содержание отчета

1. Наименование и цель лабораторной работы.

2. Сведения о назначении, технических данных, краткое описание устройства управления УКМ 772 робота ТУР-10К.

3. Функциональная схема электромеханического привода;

4. Структурная схема устройства управления УКМ – 772;

5. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Назовите технические характеристики устройства управления УКМ – 772 промышленного робота ТУР –10К.

2. Какие виды приводов применяются для работы с системой управления УКМ - 772?

3. Чем контролируются перемещения звеньев ПР ТУР –10К и куда поступают их сигналы?

4. Чем контролируется скорость перемещения звеньев и какой регулятор используется в контуре регулирования скорости?

5. Каким образом происходит программирование пе­ремещений?

6. Что является основой изучаемой системы?