Описание системы управления «сфера-36»

Сфера 36 - полностью электрическая система управления, основанная на применении многопроцессорной технологии.

Центральная ЭВМ является главным модулем системы управления. Она вычисляет траекторию движения манипулятора и обменивается информацией с периферийными устройствами через комплектующие.

Основными модулями ЦЭВМ являются:

-модуль центрального процессора, длина слова 16 бит;

-модули последовательного интерфейса для связи с комплектующими;

-модули параллельного интерфейса для связи с модулями управления, приводами и модулями ввода/вывода;

-модуль ППЗУ, хранящий системную программу ARPS;

-модуль ОЗУ для записи программ пользователя (имеет резервное питание от аккумуляторов, благодаря чему его содержимое сохраняется даже при длительных перебоях питания);

-модуль АЦП для выполнения калибровки.

При запуске программы центральный процессор начинает вычислять предусмотренную программой траекторию движения манипулятора. Значения, вычисленные на основании текущего положения манипулятора, передаются в модули управления приводом. Принцип управления движением манипулятора состоит в том, что при движении манипулятора от одной заданной точки к другой ему рассчитывают несколько промежуточных "целей". Такой способ управления необходим при прямолинейных движениях.

Для каждой степени подвижности предусмотрены индивидуальный модуль управления приводом и усилитель мощности, которые обеспечивают управление соответствующим звеном манипулятора в соответствии с полученной от центрального процессора информацией. Необходимая для управления обратная связь обеспечивается установленными на двигателе фотоэлектрическими импульсными датчиками. Таким образом, между модулями управления приводом и двигателями манипулятора создаются замкнутые цепи управления.

Расчёт новых промежуточных значений на модулях управления приводом производится намного быстрее, чем в центральном процессоре (примерно тысяча раз в секунду). Применяемый способ (линейной интерполяции) обеспечивает максимальную плавность движений звеньев манипулятора.

Помимо управления манипулятором, устройство управления выполняет ряд других функций, например, контролирует и управляет работой всех периферийных устройств. Большинство этих функций устройство управления может осуществлять одновременно с процессом управления манипулятором, то есть в реальном масштабе времени. Оператор может, например, записать новую программу одновременно с выполнением другой программы. Изменение состояния входных каналов учитывается даже при движении манипулятора, что даёт возможность осуществить переход в другой адрес программы или в подпрограмму.

Устройство управления осуществляет контроль за состоянием важнейших устройств робота. Под контролем находятся, к примеру, контрольные суммы запоминающего устройства (после запуска робота), обратная связь с двигателем манипулятора, обмен информацией между процессорами, перегрузка усилителей мощности. В случае сбоя или отказа в работе контролируемых устройств, устройство управления выключает питание манипулятора (манипулятор останавливается) и выдаёт на дисплей соответствующее сообщение оператору.

Из запоминающего устройства центральной ЭВМ программы можно записать на гибкие магнитные диски для последующей загрузки, при необходимости, обратно в запоминающее устройства центральной ЭВМ. Использование магнитных дисков даёт возможность создать библиотеку программ.

С помощью входных и выходных каналов обеспечивается электрическая связь робота с различными внешними устройствами, например, конечными выключателями, сигнальными лампами, вентилями, программируемыми логическими контроллерами, ЭВМ, другими роботами.

Через входные каналы роботу можно дать, например, команду останова, команду перехода в определённый адрес программы или начала работы с определённой программы и т.д. Также через входной канал роботу можно сообщить о поступлении в его рабочую зону очередного изделия, чтобы робот смог приступить к выполнению программы с нужного момента времени. Через выходные каналы робот может управлять работой внешних устройств (станков, конвейеров и т.д.).

Входные сигналы должны быть типа on/off , замыкающий или размыкающий контакты. Оборудование данного типа включает:

-кнопки и выключатели;

-бесконтактные датчики;

-конечные переключатели;

-фотоэлементы;

-контакты реле;

-цифровые выходы программированных логических контроллеров и ЭВМ.

Выходные сигналы представляют также тип on/off . С точки зрения функционирования выходы представляют собой полупроводниковые выключатели. С их помощью можно управлять такими устройствами, как:

-сигнальные лампочки;

-реле;

-магнитные клапана;

-цифровые входы программированных логических контроллеров и ЭВМ.