Файл: Основы автоматизации производства.doc

В системах циклового программного управления программа задается в виде чисел, а геометрическую информацию выдают соответствующие путевые и конечные выключатели. Перестройка программы осуществляется либо с помощью штекерной панели, либо с помощью считывающего устройства с перфоленты. Системы циклового программного управления используются только в роботах с малым числом позиций.

В аналоговых системах управления программа задается и хранится в виде напряжения. В качестве элементной базы в них используются операционные усилители постоянного тока. Аналоговые системы по своим функциям практически не отличаются от цикловых.

В системах числового программного управления программа представляется в числовом виде и хранится на быстросменных носителях (магнитных барабанах, дисках и лентах). Для преобразования аналоговых входных сигналов системы числового программного управления оснащаются аналого-цифровыми преобразователями. Эти системы обеспечивают максимальные функциональные возможности роботов. Они контролируют результаты выполнения действий манипулятора и параметров внешней среды. При использовании нескольких ПР с числовым программным управлением они объединяются в одну систему, подключаемую к внешней ЭВМ.

В гибридных системах управления используются различные сочетания рассмотренных систем управления.

По способу управления системы делят на замкнутые и разомкнутые. В замкнутых системах управляющее устройство получает информацию о фактическом состоянии ПР и окружающей среды. Это позволяет формировать управляющие сигналы с учетом полученной информации. В разомкнутых системах входная информация отсутствует, что усложняет процесс управления и требует тщательного соблюдения технологического процесса. Изменение эксплуатационных характеристик ПР в таких системах приводит к снижению точности позиционирования, т. е. к снижению надежности работы.

2. Унифицированные системы управления

Для управления ПР в СССР разработаны и серийно выпускаются три группы унифицированных систем (машин) программного управления. К первой группе относятся унифицированные цикловые машины (УЦМ), ко второй – унифицированные позиционные машины (УПМ) и к третьей – унифицированные контурные машины (УКМ). Рассмотрим основные типы унифицированных систем.

Малоточечные цикловые системы позиционного управления типа УЦМ. Промышленность выпускает три модификации этих систем: УЦМ-10, УЦМ-20 и УЦМ-663, которые различаются в основном числом выходных сигналов и вспомогательных команд. Системы управления этого типа предназначены для ПР, обслуживающих кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, линии гальванопокрытий и металлорежущие станки в условиях массового и крупносерийного производств. Такие системы комплектуют роботами с ограниченными манипуляционными возможностями, имеющими небольшое число точек позиционирования по каждой степени подвижности. Командный сигнал систем УЦМ представляет собой напряжение определенной полярности, появляющееся на соответствующей выходной шине. Длительность командного сигнала может быть установлена по времени либо по сигналу от конечного выключателя, расположенного на соответствующем рабочем органе робота. В табл. 21 приведены основные технические данные этих систем.

Таблица 21

Технические данные унифицированных систем управления уцм [9]

Характеристика	УЦМ-10	УЦМ-20	УЦМ-663
Число управляемых координат	2–10	7	6
Число точек позиционирования	2	3	3
Емкость памяти (число команд), в том числе:	30	32	128
технологических	12	7	12
управляющих роботом	16	15	30
Программоиоситель	Коммутационное поле	Плато с диодными штекерами	Интегральное
Возможность сопряжения с ЭВМ	Есть	Нет	Нет
Тип датчика положения	Микровыключатель	Бесконтактный	Бесконтактный

Числовые системы позиционного управления УПМ. Выпускаются в модификациях УПП-331, УПМ-552 и УПМ-772, различающихся числом управляемых координат и типом управляемого привода. Они предназначены для управления ПР со значительным числом точек позиционирования по каждой координате и могут применяться для комплектации роботов, осуществляющих автоматизацию обслуживания различного технологического оборудования, подъемно-транспортных операций, простейших сборочных работ и операций контактной точечной сварки; при этом число единиц обслуживаемого оборудования не должно превышать четырех.

Системы УПМ построены по принципу синхронного микропрограммного автомата с конечным числом состояний и жестким циклом управления и унифицированы по структурно-алгоритмическому и конструкторско-технологическому принципам. Вся командная, технологическая и геометрическая (в абсолютных значениях) информация с пульта обучения и пульта управления записывается в оперативную память устройства, откуда она может быть переписана для длительного хранения на магнитную ленту кассетного накопителя. Технологическая информация включает до шестидесяти управляющих команд. Операционно-логический блок совместно с микропрограммным автоматом обеспечивает взаимодействие всех блоков устройства и осуществляет центральное управление и логическую обработку информации.

Таблица 22

Технические данные унифицированных систем управления упм [9]

Характеристика	УГ1М-331	УПМ-552	УПМ-772
Привод	Шаговый	Следящий	Следящий
Число программируемых координат	3	5	7
Число двоичных разрядов для обработки геометрической информации	15	15	15
Число степеней точности	–	3	3
Точность позиционирования, ед. дискретности	±1	1	1
Коррекция движения	Есть	Нет	Есть
Потребляемая мощность, кВт	1.5	1,0	1.0
Система отсчета	В абсолютных значениях
Метод программирования		Обучение
Программоноситель	Накопитель на магнитной ленте с емкостью хранимой информации 600К бит

Память Число входных каналов	Оперативное запоминающее устройство на 100–120 кадров программы
Память Число входных каналов		32
Число скоростей		8
Индикация		Цифровая

Программирование методом «обучения» производится на медленных скоростях движения робота и представляет собой последовательное занесение информации об отдельных кадрах рабочей программы в оперативное запоминающее устройство.

Управление степенями подвижности ПР и задание скорости перемещения при обучении осуществляются с пульта обучения. Набор технологической и вспомогательной информации, в том числе условий выполнения программы, скоростей рабочего перемещения, степеней подвижности, параметров тары и т. п., происходит на пульте управления устройства.

Устройства типа УПМ осуществляют цифровую индикацию и световую сигнализацию о нормальных режимах работы роботов, а также об отклонениях этих режимов от заданного. В табл. 22 приведены основные технические данные устройств типа УПМ.

Устройства контурного управления типа УКМ. Выпускаются промышленностью в двух модификациях УКМ-552, УКМ-772, которые различаются числом управляемых координат, и предназначены для управления ПР, имеющими сложное пространственное перемещение исполнительного органа по заданной траектории. Такие движения необходимы для окраски, дуговой сварки и сложных сборочных операций. Для управления подобными ПР и хранения рабочей программы требуется значительная емкость управляющего вычислительного устройства. Роботы со сложным движением, как правило, управляются с помощью микроЭВМ или микропроцессора.

Вычислитель устройств УКМ реализован на базе микроЭВМ «Электроника-60», программоноситель выполнен в виде накопителя на гибких магнитных дисках с емкостью хранимой информации до 12,8 Мбит.

Устройства типа УКМ принимают сигналы от органов управления роботами, от их измерительных преобразователей, от контакторов управления приводами технологического оборудования, от инструментов (краскопульты, сварочные головки) и устройств, а также от аварийных конечных выключателей.

Устройство обеспечивает плавную остановку рабочих органов манипулятора в позицию, соответствующую началу рабочей программы.

При обработке программы могут быть использованы безусловные и условные переходы. Выбор требуемой программы осуществляется по соответствующим сигналам от объекта (число сигналов 4 для УКМ-552 и 5 для УКМ-772) или от органов пульта управления.

Пульт управления встроен в стойку и является ее неотъемлемой частью. Технические данные рассмотренных устройств приведены в табл. 23,