Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

Электрический привод обеспечивает хорошие динамические характеристики, повышенную точность позиционирования (менее ±1 мм) и широкую маневренность. В состав электропривода входят усилители мощности, управляемые двигатели, передаточ­ные механизмы, датчики обратной связи по скоростям и положе­нию, сравнивающие устройства.

В настоящее время широкое распространение получил дискрет­ный (шаговый) привод с управляющим шаговым двигателем. Расширяется применение следящих приводов на базе электро­двигателей постоянного тока.

Пневматический привод состоит из пневмоцилиндров (для создания поступательного движения), пневмодвигателей (для вра­щательного движения), привода с крутящим моментом (для коле­бательного движения), пневмоклапанов (для управления и регу­лирования скорости перемещения и остановки поршня), а также электромагнитных клапанов, работающих на переменном и по­стоянном токе и управляющих одновременно несколькими ка­налами.

Для роботов с пневмоприводом возможно применение систем управления струйной автоматики. К преимуществам таких при водов и систем управления относятся безотказность в работе, сокращение необходимой производственной площади (у электро­систем аппаратура располагается в отдельном шкафу, у пневмо- систем— обычно непосредственно на механических узлах), низ­кая стоимость, простота обслуживания и ремонта. Пневматиче­ский привод во многом сходен с гидравлическим, но не имеет обратного трубопровода.

Гидравлический привод, как правило, применяют для роботов грузоподъемностью более 10 кг с повышенной точностью пози­ционирования. Он также находит применение для роботов с боль­шой зоной обслуживания (например, в Швеции создан робот с гидроприводом грузоподъемностью 1,5 т; высота подъема груза 6000 мм; рука имеет вылет 5000 мм; скорость движения 1 м/с).

Комбинированный электрогидравлический сервопривод, управ­ляемый от электрических сервомоторов малой мощности, приме­няют, в частности, для промышленных роботов, мощность которых не может быть достигнута с помощью обычных приводов. Гидро усилители момента и линейные гидроусилители представляют собой приводы для осуществления вращательного и поступатель ного движения захватных устройств и рук роботов.

Комбинированный гидроэлектропривод, используемый для ро­ботов грузоподъемностью свыше 15 кг, имеет ряд достоинств: повышенные точность позиционирования и скорость движения рабочих органов, возможность увеличения числа программируе­мых точек при позиционных системах управления. В комбиниро­ванных пневмогидравлических приводах предварительное пози­ционирование подвижных устройств осуществляется пневмопри­водом, а окончательное — гидравлическим приводом.

Приводы ПР располагаются на станине либо непосредственно на рабочих органах. Первый способ предпочтительней, так как расположение приводов по второму способу обычно сопрово­ждается увеличением габаритных размеров и массы рычажно­захватного устройства, что сказывается на грузоподъемности и других параметрах робота.

Контрольные вопросы и задания

1. Расскажите об устройстве и назначении робота типа ЛМ40.

2. Расскажите о роботах серии СМ40.

3. Расскажите об универсальных роботах серии РПМ-25.

4. Как устроен напольный робот с выдвижной рукой?

5. Расскажите о назначении и принципе работы роботов тельферного и мостового типов.

6. Как устроены и работают интерактивные промышленные роботы?

7. Какие конструкции рецепторов используются у адаптивных роботов?

8. По каким принципам классифицируются захватные устройства?

9. Как устроены и работают механические захватные устройства?

10. Как устроены и работают вакуумные и электромагнитные устройства?

11. Какие типы электроприводов применяются в роботах?

12. Как устроен и работает пневматический электропривод роботов?

13. Как устроен и работает гидравлический привод роботов?

14. Как устроен и работает комбинированный привод роботов?

1. Л А В А 24. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫМИ РОБОТАМИ

1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ

Основное назначение системы управления ПР заклю­чается в формировании определенной последовательности его дей­ствия и обеспечение автоматической работы всех механизмов в соответствии с заданной программой. Система управления обес­печивает связь робота с технологическим оборудованием, которое он обслуживает. Заданная программа определяет порядок раз­

личных движений робота и реализуется с помощью различных средств электро-, пневмо- или гидроавтоматики в зависимости от применяемого типа привода.

Системы управления могут быть классифицированы по харак­теру обработки программ, по характеру программирования» по способу представления информации, по способу управления И т. д.

По характеру обработки программы системы управления раз­деляются на жесткопрограммируемые, адаптивные и гибкопро­граммируемые.

В жесткопрограммируемых системах управления программа содержит полный набор информации и не корректируется при изменении параметров внешней среды.

В адаптивных системах управления программа не содержит полной информации о параметрах внешней среды. В процессе работы адаптивная система воспринимает недостающую информа­цию с помощью внешних устройств. Такая система допускает изменение технологического процесса и упрощает программиро­вание.

В гибкопрограммируемых системах управления используется программа, сформированная на основе поставленной цели и ин­формации об объектах и явлениях внешней среды.

По характеру программирования системы управления подраз­деляются на позиционные, контурные и комбинированные. У пози­ционных систем управления задаются начальное и конечное поло­жения рабочих органов промышленных роботов. В зависимости от числа точек позиционирования различают малоточечные (число точек пдзиционирования не превышает десяти) и многоточечные (число программируемых позиций может достигать нескольких сотен) позиционные системы. При контурном управлении поло­жение рабочего органа робота определяется в каждый момент времени. Комбинированные системы управления могут обеспечи­вать как позиционное, так и контурное управление.

По способу представления информации различают электро­механические, цикловые, числовые, аналоговые и гибридные си­стемы управления. В электромеханических системах геометриче­ская информация представлена в виде физического аналога (по­ложения на управляющих, упоров и т. п.). В таких системах могут быть использованы обычные схемы релейной автоматики, обеспечивающие определенную последовательность выполнения шагов программы. Однако электромеханические системы характеризуются наименьшими функциональными возможно­стями.

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 преоб разования 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 ком-

Технические данные унифицированных систем управления УЦМ [9|

Таблица 21

плектуют 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.

Числовые системы позиционного управления УПМ. Выпу­скаются в модификациях У ПП-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 УГ1М 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

Технические данные унифицированных систем управления УПМ |9|