методические указания для выполнения лабораторных работ / ИЗУЧЕНИЕ ЦИКЛОВЫХ СИСТЕМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕННЯ РОБОТАМИ

Лабораторная работа № 10

ИЗУЧЕНИЕ ЦИКЛОВЫХ СИСТЕМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕННЯ РОБОТАМИ

Цель работы – изучение промышленного робота МП-9С; и электронного циклового программного устройства ЭЦПУ-6030; освоение методики программирования и приобретение студентами навыков настройки работы робота по заданной программе.

Оборудование, приборы, документация: манипулятор робота МП-9С; устройство ЭЦПУ-6030, техническое описание и инструкция по эксплуатации робота МП-9С, техническое описание устройства ЭЦПУ-6030, инструкция по эксплуатации усгройства ЭЦПУ-6030.

1. Порядок выполнения работы

1. Изучить функциональную схему, принцип действия и конструктивные особенности робота МП-9С.

2. Изучить функциональную схему, принцип действия и конструктивные особенности системы управления.

3. Визуально освоить систему управлення ЭЦПУ-6030. Осмотреть пульт управления (точно знать функциональное назначение каждой клавиши и изображения табло пульта управлення).

4. Внешне осмотреть робот МП-9С. Усвоить направления перемещения звеньев манипулятора, передвигая их вручную.

Отчитаться перед преподавателем в знаниях функционального назначения управляющих органов – пульта управления системы ЭЦПУ-6030.

5. В соответствии с разделом "Эксплуатация устройства ЭЦПУ-6030" практически освоить все режимы работы системы управления. В режиме "РУЧНОЙ" произвести отработку всех команд управления роботом.

6. Составить алгоритм функционирования робота. Число шагов выбрать І...15. Записать в каждом шаге код кадра, соответствующий сло­весному описанию алгоритма. Программа должна быть оформлена в ииде таблицы.

7. Набрать программу для программоносителя. Отладку программы произвести последовательно в режимах КОМАНДА, ЦИКЛ и АВТОМАТ.

8. Продемонстрировать функционирование робота по составленной программе. По указанию преподавателя, воспользовавшись командами 15, 16, 17, 18 (одной или несколькими), усложнить программу. Модифицированную программу отладить и вновь продемонстрировать преподавателю.

2. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

2.1. Назначение

Промышленный робот МП-9С предназначен для обслуживания штамповочных прессов, а также автоматизации других технологических процессов, где необходимо взять, перенести и установить детали на технологичвское оборудование.

2.2. Технические данные

Грузоподьемность - 0,2 кг

Выдвижение руки - 150 мм

Подьем руки - 30 мм

Поворот руки - 120°

Время максимального перемещения:

по выдвижению и подъему (не более) - 0,5 с

повороту (не более) - 0,8 с

Максимальная абсолютная погрешность

позиционирования - 0,1 мм

Тип привода - пневматический

Рабочее давление воздуха - 0,А...0,5 МПа

(4...5 кг/см2)

Тип системы управлення - цикловой

Электропитание:

Сеть переменного тока напряжением - 220 -53 В +22

частотой - 50+0,5 Гц

Число шагов в программе - 30 шт Технологических команд - 6 шт.

Точки позиционирования по каждой

степени подвижности - 2 шт.

2.3. Устройство и работа основных частей робота

2.3.1. Общее описание

На манипулятор подаатся напряжение постоянного тока 24 В от ЭЦПУ-6030. Сжатый воздух подается к электропневматическим клапанам манипулятора от пневмомагистрали через узел подготовки воздуха, который обеспечивает регулировку необходимого давления, подачу воздуха и смазку пневмоцилиндров.

В манипуляторе электропневматические клапаны установлены на каждое движение. Каждый клапан снабжен дросселем, регулировка которого обеспечивает изменение скорости движения.

Работа манипулятора производится по конечным регулируемым упорам. Последовательность и количество движений в соответствии с принятой технологической схемой устанавливается набором программы на пульте ЭЦПУ-6030. Сигнал о выполнении каждого движения выдают контакты электрические магнитоуправляемые (КЭМ) при подходе к ним постоянных магнитов, установленных на подвижных частях. Только после получения сигнала – ответа о выполнении движения (команды) – происходит выдача коман­ды на выполнение следующего движения. При отсутствии сигнала ответа от КЭМа манипулятор останавливается.

Амортизация выдвижения и поворота руки манипулятора осуществляется гидравлическими демпферами, амортизация подъема (опускання) руки – дросселированием подачи и отвода воздуха.

2.3.2. Манипулятор

Манипулятор состоит из следующих основных узлов: корпуса с узлом распределения воздуха; механизма подъема; механизма поворота; муфты с упорами; руки; амортизатора руки; амортизатора поворота; схвата.

Корпус является основанием манипулятора, в котором размещен узел распределения воздуха (состоящий из восьми электропневматических клапанов, снабженных дросселями) и выполнена вся электро- и пневморазводка. Корпус имеет съемный кожух и две боковые крышки. На задней стенке корпуса размещены штуцер для подвода воздуха и два разъема для подключения ЭЦПУ-6030.

2.3.3. Электронное цикловое программное устройство ЭЦПУ-6030

На рис. 7-12.1 показаны основной функциональный состав устройства ЭЦПУ-6030 и характерные связи между узлами и блоками. Оно построено по принципу синхронного программного автомата с жестким циклом управлення и состоит из следующих основных блоков и узлов:

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

2) пульт управлення, обеспечивающий задание режимов работы устрой­ства, выполнение операций включение-выключение питания, запуска в работу, а также ручное управление звеньями манипулятора;

5) программоноситель, предназначенный для набора и хранения программы работы робота;

4) блок усилителей, обеспечивающий выдачу управляющих команд на распределители манипулятора и технологическое оборудованне;

5) блок питання, обеспечивающий питание электронного оборудования, датчиков манипулятора и технологического оборудования.

Рис. 7-12.1. Структурная схема ЭЦПУ-6030

Блок управления формирует команды управления исполнительными ор­ганами манипулятора и технологическим оборудованием на основании информации, поступающей с программоносителя, сигналов от датчиков поло­ження звеньев манипулятора и состояния управляющих органов на пульте управления.

Пульт управлення предназначен для оперативного управления устройством и отображения состояния робота.

С пульта управления задается один из следующих режимов работы устройства: "РУЧНОИ", "КОМАНДА", "ЦИКЛ", "АВТОМАТ".

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

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

В режиме "ЦИКЛ" устройство обеспечивает однократную отработку всех кадров программы.

В режиме "АВТОМАТ" устройство обеспечивает многократную отработку рабочего цикла робота.

На передней панели пульта расположены следующие органы управления: переключатель "РЕЖЙМ РАБОТЫ", устанавливающий один из четырех ранее указанных режимов; кнопки ручного управления звеньями манипулятора: “ПУСК”, "СТОП", "СБРОС СЧК", "СЕТЬ".

Кроме того, на пульте размещены элементы индикации: табло индикации состояния звеньев манипулятора, "РАБОТА", индикации номера шага, "СЕТЬ".

В верхней части устройства расположена красная кнопка аварийного выключення устройства.

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

Кнопка "ПУСК" функционирует только в режимах "АВТОМАТ", "ЦИКЛ" и "КОМАНДА". При нажатии на кнопку "ПУСК" 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 "+1СЧК" используется для изменения СЧК. При работе по программе на табло индикации высвечивается текущий номер исполняемого кадра.

Программоноситель выполнен в виде двух наборных полей из многопозиционных переключателей и размещен в верхней части устройства в 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 показана в табл. 7-12.1. Наличие верхнего и нижнего полей программоносителя позволяет исполнить одну или две команды. Если в кадре при программировании 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 "х" устанавливается цифра 0.

Таблица 7-12.1

Команды ЭЦПУ-6030

Номер команды	Наименование команды	Код кадра
		Верхнее поле	Нижнее поле
1	Движение исполнительного устройства вперед	1	Х
2	Движение исполнительного устройства назад	2	Х
3	Поворот вправо	3	Х
4	Поворот влево	4	Х
5	Подъем вверх	х	1
6	Движение вниз	х	2
7	Захватное устройство закрыто	х	5
8	Захватное устройство открыто	х	6
9	Технологическая команда 1	9	1
10	То же, 2	9	2
11	То же, 3	9	3
12	“ 4	9	4
13	“ 5	9	5
14	“ 6	9	6
15	Выдержка времени	х	9
16	Пропуск	9	7
17	Переход	9	8
18	Останов	9	9
19	Конец программы	0	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.

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

Команда ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ служит для введення задержки между шагами программы. В этом случае в коде команды вместо знака "х" 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 выполнении внешнего условия. В случае, если не приходит сигнал с датчика, установленного на внешнем оборудовании, устройство переходит к выполнению кадра, записанного на (і+1)-м шаге (на і-м шаге – ПРОПУСК).

Если внешнее условие выполняется, т. е. присутствует сигнал "минус 24 В", 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 усгройства сигнала "минус 24 В". Если сигнал "минус 24 В" присутствует, то переход не виполняется и устройство выполняет шаг, следующий 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 приведен в табл. 7-12.2.

Таблица 7-12.2

Пример программы

Номер шага	Код кадра	Наименование команд в кадре
0	11	Вперед. Подъем
1	06	Открытие захватного устройства
2	……	………
3	……	………

Отладка программы производится последовательно в режимах "КОМАНДА", "ЦИКЛ", "АВТОМАТ" на включенном устройстве. Перед началом отладки необходимо звенья манипуляторов вывести в исходное положение в режиме "РУЧНОЙ".

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

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

І. Объясните принцип позиционирования в цикловых работах.

2. Назовите достоинства и недостатки пневмопривода в роботах.

3. Объясните функциональное назначение команд в системе ЭЦПУ-6030; ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМАНДА, ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ, ПРОПУСК, ПЕРЕХОД, ОСТАНОВ, КОНЕЦ ПРОГРАММЫ.

4. Объясните функциональные возможности ЭЦПУ-6030 в режимах "РУЧНОИ", "КОМАНДА", "ЦИКЛ", "АВТОМАТ".

5. Что такое работа по путевому принципу?

6. Что такое работа по временному принципу?

7. В каких технологических процессах допускается применение циклових роботов?

СПИСОК ЛІТЕРАТУРЫ

І. Иванов Ю. В., Лакота Н. А. Гибкая автоматизация производства РЭА с применением микропроцессоров и роботов. Учеб. пос.- М.: Радио и свяаь, 1987. - 460 с.

2. Робототехника и гибкие автоматизированные производства:

В 9 кн., кн. 9. Лабораторный практикум по робототехнике. Учеб. Пос. для вузов / В. 3. Рахманкулов, В. П. Лещенский, С. В. Манько и др.:

Под ред. И. М. Макарова.- М.; Высш. шк., 1986. - 76 с.

3. Промышленная робототехника / Л. С. Ямпольский, В. А. Яхимович, Е. Г. Вайсман и др.: Под ред. Л. С. Ямпольского.- К.: Техника, 1984. - 264 с.