1 Дослідження основних характеристик

ПРОМИСЛОВОГО РОБОТА РМ-01

1. Мета роботи

Метою роботи є вивчення основних технічних характеристик робота РМ-01, основних органів керування, набуття практичних навичок управління роботом за допомогою пульта ручного керування.

2. Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів

Перед виконанням лабораторної роботи студент повинен:

• вивчити лекційний матеріал за темою лабораторної роботи;

• зрозуміти порядок робо­ти на лабораторній установці;

• звернути особливу увагу на застережні заходи під час виконання роботи;

• підготувати протокол для записування результатів;

• отримати у викладача допуск до виконання роботи і завдання;

• під час підготовки ознайомитися з теоретичним матеріалом.

1.3 Опис лабораторної установки

Промисловий робот (ПР) РМ-01 використовується для виконання різноманітних операцій складання, монтажу, сортування, пакування, заванта­ження-розвантаження, дугового зварювання і т.д. Маніпулятор робота має шість ступенів рухомості. Ланки маніпулятора з'єднуються одна з одною за допомогою суглобів, що імітують ліктьовий або плечовий суглоб людини. Кожна ланка маніпулятора приводиться до дії індивідуальним електродвигуном постійного струму через редуктор. Електродвигуни обладнані електромагніт­ними гальмами, що дозволяють надійно загальмувати планки маніпулятора. Цим забезпечується безпека обслуговування робота та можливість переміщення його ланок у ручному режимі.

Таблиця 1.1 – Параметри ступенів рухомості

Номер суглоба	Діапазон руху, град.	Макс. швидкість, град/с	Макс. момент, Нм
1	320	1,4	67
2	266	0,9	1,3
3	284	2,1	57
4	280	4,0	14
5	200	4,2	12
6	532	4,0	14

ПР РМ-01 має такі основні технічні характеристики:

Кількість ступенів рухомості Найбільша вантажопідйомність, н Статичне зусилля у робочій точці оснащення, н Абсолютна похибка позиціонування, мм Швидкість руху з максимальним вантажем, м/с по вільній траєкторії по прямолінійній траєкторії Робочий простір без оснащення Привід захоплювального пристрою

6 2,5 не більше 60 +0.1 не більше 1,0 не більше 0,5 сферичний з радіусом 0,92 пневматичний

Суглоби маніпулятора і системи координат робота наведено на рис. 1.1.

Базова система координат (WORLD) має три взаємно перпендикулярні осі X, Y, Z з початком координат, розташованим на осі симетрії плеча маніпулятора. Під час руху суглобів маніпулятора базова система маніпуляторів є непорушною. Інструментальна система координат (ТООL) прикріплена до монтажного фланця кисті і переміщується разом з ним. ПР РМ-01 має позиційно-контурну систему керування, що реалізована мікро­процесорною системою керування «СФЕРА-36», побудованою за ієрархічним принципом.

Р исунок 1.1 – Система координат РМ-01

«СФЕРА-36» містить два рівні керування: верхній і нижній. На верхньому вирішуються такі задачі:

• розрахунок алгоритмів планування траєкторії руху захвату маніпуля­тора і підготовка програм руху кожної його ланки;

• логічна обробка інформації про стан пристроїв, що складають робототехнічний комплекс (РТК), і погодження роботи у складі РТК;

• обмін інформацією з ЕОМ вищого рівня;

• діалоговий режим роботи оператора за допомогою відеотерміналу та клавіатури;

• зчитування-запис, довготривале зберігання програм за допомогою НГМД;

• ручний режим управління маніпулятором за допомогою пульта ручного керування;

• діагностика роботи системи керування;

• калібрування положення ланок маніпулятора.

На нижньому рівні керування вирішуються задачі обробки ланками маніпулятора заданих рухів, що формуються на верхньому рівні. Відпрацю­вання програмованих положень здійснюється при заданих параметрах (швидкості, прискоренні) за допомогою цифрових електромеханічних модулів, які приводять у рух ланки маніпулятора. Система керування (рис. 1.2) складається з модуля центрального процесора (МЦП); оперативно запам’ятовуючого пристрою (ОЗП); постійно запам’ятовуючого пристрою ((ПЗП); модуля аналогового введення (МАВ), куди подаються сигнали від потенціометричних датчиків приблизного обчислювання положення; модуля послідовного інтерфейсу (МПІ), модуля введення-виведення (МВВ); модуля зв'язку (МЗ). Обмін інформацією між модулями верхнього рівня здійснюється за допомогою системної магістралі МІ.

Нижній рівень керування містить:

• модулі процесора приводу (МПП);

• модулі керування приводом (МКП).

Кількість модулів МПП і МКП відповідає кількості ланок маніпулятора і дорівнює 6. МПП з'єднуються з модулем зв'язку за допомогою системних магістралей М2 і МЗ. Керування електродвигунами ланок маніпулятора здійснюється за допомогою транзисторних широтно-імпульсних перетво-рювачів (ШІП), що входять до складу блоку живлення (БЖ). МЦП виконаний на базі мікропроцесора К1801 і містить:

• однокришталевий процесор;

• регістр початкового запуску;

• системний ОЗП ємністю 3216-розрядних слів; системний ПЗП ємністю 2×16-розрядних слів;

• резидентне ПЗП ємністю 4×16-розрядних слів;

• програмований таймер.

МЦП організовує обмін інформацією за допомогою системної магістралі МІ, що функціонально зв'язана з одноканальним процесором К1801АМ1.

Швидкодія МЦП характеризується такими даними:

• додавання при регістровому засобі адресації – 2,0 мкс;

• додавання при посередньо-регістровому засобі адресації – 5,0 мкс.

Зовнішній вигляд панелі оператора зображено на рисунку 1.3. Панель оператора призначено для виконання операцій увімкнення та вимкнення ПР, для вибору режимів його роботи.

Рисунок 1.2 – Функціональна схема СК

Основними елементами панелі є:

• перемикач мережного живлення (МЕРЕЖА);

• кнопка аварійного вимкнення (АВАРІЯ). Мережне живлення вими­кається під час натискання кнопки. Повернення кнопки у початкове положення здійснюється поворотом її за годинниковою стрілкою;

• кнопка ввімкнення живлення системи керування (СК1);

• кнопка вимкнення живлення системи керування (СКО);

• кнопка ввімкнення живлення приводу (ПРИВІД 1). Натисканням кнопки вмикається живлення приводу, одночасно з цим розблоковуються електромагнітні гальма двигунів;

• кнопка вимкнення живлення приводів (ПРИВІД 0);

• перемикач вибору режиму має три положення: РОБОТА, ЗУПИНКА, РЕСТАРТ. У режимі РОБОТА система працює нормально. У режимі ЗУПИНКА виконання програми зупиниться в кінці кроку, що виконується. Переведення перемикача у режим РОБОТА призведе до продовження виконання програми з початку наступного кроку. Режим РЕСТАРТ використовується для повторного запуску виконання програми користувача з першого її кроку;

• кнопка автоматичного запуску (АВТОСТАРТ). Натисканням кнопки система запускається так, що робот починає виконувати програму без задання команд з клавіатури. Натискання кнопки виконується після ввімкнення живлення СК. Активізація режиму відбувається після ввімкнення ПРИВІД 1.

Рисунок 1.3 – Пульт оператора

Пульт ручного керування, зовнішній вигляд якого зображено на рисунку 1.4, використовується для позиціонування маніпулятора під час навчання та програмування. Пульт забезпечує 5 режимів роботи:

• керування маніпулятором від ЕОМ (СОМР);

• ручне керування в основній системі координат (WORLD);

• ручне керування за ступенями рухомості (JOINТ);

• ручне керування у системі координат інструменту (ТООL);

• вимкнення приводів вимірювання рухомості (FRЕЕ). Вибраний режим ідентифікується сигнальною лампочкою.

Рисунок 1.4 – Пульт ручного керування

Швидкість руху маніпулятора регулюється за допомогою кнопок «SPEED», «+», «–».

Для того, щоб стиснути та розтиснути захоплювальний пристрій маніпулятора, використовують кнопки «СLOSЕ» і «ОРЕN». Кнопка «SТЕР» слугує для запису координат точок під час задання траєкторії переміщення. Кнопка «ОСТАНОВ», розташована на торці пульта ручного керування, призначена для переривання виконання програми з відключенням живлення приводів. Використовується для зупинки руху у нормальній ситуації.

Кнопка «OFF» має аналогічне призначення. Різниця полягає лише у тому, що живлення приводів маніпулятора не вимикається.

Переміщення суглобів маніпулятора за допомогою пульта ручного керування здійснюється у трьох режимах: JOINT, WORLD і TOOL.

У режимі JOINT (обирається відповідною кнопкою на пульті керування) користувач може керувати безпосередньо переміщенням окремих ланок маніпулятора. Цим переміщенням відповідають пари кнопок «–» та «+» відповідно до кожної ланки маніпулятора (тобто колона, плече, лікоть та три рухи захоплювання).

У режимі WORLD здійснюється фактично фіксація відносно основної системи координат і переміщення в окремих напрямках цієї системи (відповідно X, Y, Z).

Слід зазначити, що робота у режимі WORLD має здійснюватися на малих швидкостях, щоб виключити попадання у межі простору руки робота. Також зауважимо, що переміщення забезпечується одночасно та автоматично за допомогою всіх ланок маніпулятора.

Режим TOOL забезпечує переміщення в активній системі координат. 12-розрядний рядковий індикатор призначено для виведення інформації про режими роботи та помилки:

NOKIA АОХ – висвічується протягом нетривалого часу під час запуску;

ARM PWR OFF – живлення приводів маніпулятора вимкнено;

MANUAL MODE – дозволено управління роботом з пульта керування;

СОМР MODE – маніпулятор керується від ЕОМ;

LIMIT STOP – суглоб переміщено до крайнього положення;

TOO CLOSE – задана точка знаходиться надто близько до маніпулятора;

TOO FAR – задана точка знаходиться поза робочою зоною робота;

TEACH MODE – активізовано режим TEACH, маніпулятор переміщується за довільними траєкторіями;

STEACH MODE – активізовано режим TEACH-S, маніпулятор переміщується за прямолінійними траєкторіями;

ERROR – на пульті ручного керування водночас натиснуто кнопки, що утворюють неприпустиму операцію та ін.

Крім того, індикатор вибраної швидкості при такому кодуванні:

1-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 1.9 мм/с;

2-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 3.8 мм/с;

3-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 7.5 мм/с;

4-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 15 мм/с;

5-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 30 мм/с;

6-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 60 мм/с;

7-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 120 мм/с;

8-й засвічений елемент – швидкість інструменту ≈ 240 мм/с.