Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

Таблица 22

блок совместно с микропрограммным автоматом обеспечивает взаимодействие всех блоков устройства и осуществляет централь­ное управление и логическую обработку информации.

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 УК.М. Выпускаются промышленностью в двух модификациях УКМ-552, У,КМ-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 У КМ реализова н на базе микроЭВМ «Электроника-60», программоноситель выполнен в виде накопи­теля на гибких магнитных дисках с емкостью хранимой информа­ции до 12,8 Мбит

Устройства типа У КМ 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 У КМ 772) или от органов пульта управления.

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

Для многофункциональных ПР, решающих разнообразные производственные задачи, в ряде случаев требуется комбиниро­ванное (контурное и позиционное) управление. Подобные системы управления должны быть универсальными и обеспечивать зада­ние геометрической информации и в абсолютных значениях, и

Таблица 23

Технические данные контурных систем управлення У КМ (9|

в приращениях, а также иметь возможность адаптивного управле­ния с учетом информации, поступающей извне.

Система числового программного управления С85. Создана на базе встроенной ЭВМ со свободным .программированием и обес­печивает комбинированное управление с возможностью адаптации к внешней среде. В основе системы используется микроЭВМ «Электроника-60».

Система обеспечивает: управление восемью координатами; по­зиционирование с остановкой по сигналам датчиков; обработку программы с обращением к подпрограммам; покадровую отра­ботку программы; оперативную коррекцию скоростей и переме­щений; развитую систему индикации, включая индикацию теку­щего кадра, отработку перемещений, кодов ошибок; редактиро­вание управляющих программ с выводом информации на дисплей; текстовый контроль функционирования. Перемещения задаются как в абсолютных значениях, так и в приращениях.

В базовый комплект системы входят процессор, таймер, пульт управления, блок сопряжения с роботом, блок ввода-вывода дан­ных, блок питания, запоминающее устройство. В состав дополни­тельных устройств входят дисплей, перфоратор, устройство вы­вода на печать, внешнее запоминающее устройство.

3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Кроме рассмотренных систем управления ПР осна- ■ щаются информационными системами, в значительной мере опре­деляющими их функциональные возможности, сложность реше­ния задач и эффективность использования. Информационные си­стемы используются также дня обеспечения безопасности обслу­живающего персонала. В зависимости от выполняемых функций информационные системы разделяются на системы восприятия информации о внешней среде, системы контроля состояния ПР и системы обеспечения техники безопасности.

Системы восприятия информации о внешней среде. Они под­разделяются на визуальные, локационные системы и системы искусственного осязания.

В визуальных системах для получения зрительного изобра­жения чаще всего используются устройства монокулярного или бинокулярного искусственного зрения. В качестве датчиков при­меняют видиконы (передающие телевизионные трубки), фото­матрицы (наборы фотоэлементов) и т. п., управляемые от ЭВМ. С помощью этих систем определяют местоположение, объекта по отношению к руке робота, контролируют наличие объекта в за­хватных устройствах или проводят классификацию по форме простых объектов.

Роботы с визуальными системами пока получили недостаточ­ное распространение, что объясняется в основном длительностью времени обработки информации.

Локационные системы условно можно разделить на две группы: системы дальней и системы ближней локации рабочего простран ства. Первые могут быть построены с использованием ультразву ковых, лазерных и светолокационных оптических систем.

Ультразвуковые дальномеры позволяют измерять расстояния до объекта в диапазоне до 2 м с погрешностью 2 %. Точность определения угловых координат (т. е. положения объекта) у уль­тразвуковых дальномеров значительно ниже, поскольку облу­чается большая часть поверхности предмета, что затрудняет вы­деление его локального участка дня измерения. Поэтому ультра­звуковые дальномеры используют для обнаружения объекта и грубого определения его положения в пространстве.

Локационные устройства на основе лазерных излучате­лей определяют пространственное положение объектов с весьма высокой точностью Однако подобные устройства не находят ши­рокого применения на практике. Это объясняется сложностью аппаратуры, большими габаритными размерами и высокой стои­мостью.

Широкое применение могут найти с в е т о л о к а ц и о н- н ы е системы. В них рабочее пространство «ощупывается» све­товыми или инфракрасными лучами. В качестве излучателей используются лампы накаливания, светодиоды и другие излу­чающие свет приборы, в качестве приемников — различные кон­струкции с использованием фотодиодов и фоторезисторов. Точ­ность определения расстояния с помощью светолокационных си­стем может достигать 2 мм на расстоянии до 2 м.

Системы ближней локации могут быть построены и на основе индукционных, магнитных и струйных преобразова­телей (датчиков). Наилучшими эксплуатационными характери­стиками среди них обладают струйные преобразователи, действие которых основано на взаимодействии потока сжатого воздуха, вытекающего из сопла, с предметом локации. Недостатком струй­ных преобразователей является необходимость применения пнев- моэлектрических преобразователей входного сигнала в электриче­ский сигнал.

Общим недостатком дистанционных преобразователей, приме­няемых в локационных системах, является зависимость выходных сигналов от отражательной способности, неровности поверхности и материала исследуемых предметов; кроме того, исследуемая поверхность должна быть перпендикулярна световому лучу или воздушному потоку. Более универсальное применение имеют преобразователи, работающие на просвет (например, для контроля наличия объекта в захватном устройстве).

Особенностью работы систем искусственного осязания является наличие контакта датчиков с поверхностью объекта. С их по­мощью могут быть решены следующие задачи: поиск и обнаруже­ние предметов, определение их положения; распознавание формы и их классификация; определение параметров объектов (масса, твердость, температура, теплопроводность и электропроводность и т. п.); контроль за микроперемещениями деталей при выпол­нении некоторых сборочных операций; контроль смещений объекта в захватном устройстве робота при воздействии на него динами­ческих нагрузок.

Простейшими первичными преобразователями искусственного осязания являются тактильные преобразователи контактного типа. Они располагаются на наружных и внутренних поверхностях захватного устройства робота. В каче­стве чувствительных элементов используют микропереключатели и электропроводящие полимеры. Такие преобразователи реко­мендуются для решения задачи контроля наличия детали в захват­ном устройстве, правильности ее центрирования, а также для поиска и распознавания пространственно не ориентированных предметов.

Контактные преобразователи могут быть объединены в ма­трицы. Это позволяет упростить определение ориентации объекта в пространстве, получить информацию о зоне контакта между захватным устройством манипулятора и удерживаемым объек­том.

При использовании матриц следует учитывать ряд факторов. При низкой плотности расположения преобразователей в матрице могут быть применены микропереключатели, реле и т. п. Более высокие функциональные возможности ПР обеспечиваются при использовании матриц из пропорциональных преобразователей, которые применяют в основном для решения задачи классифика­ции и определения формы объектов манипулирования.

Преобразователи усилия (моментов) применяют в роботах, осуществляющих манипулирование хрупкими и легко- деформируемыми предметами или выполняющих простые опера­ции сборки. В первом случае преобразователи усилий позволяют регулировать усилие захвата пропорционально массе захваты­ваемых объектов.

Для измерения усилий применяют два способа: по упругой деформации чувствительного элемента и по перемещению подвиж­ной части чувствительного элемента.

Системы контроля состояния ПР. Обеспечивают требуемые эксплуатационные характеристики, включая надежность роботов, и участвуют в организации требуемых параметров движения. В силу этого системы контроля состояния ПР должны содержать: систему оценки положения ц скорости движений робота, обеспе­чивающую регистрацию фактического его состояния в каждый момент времени и сравнение с требуемыми параметрами движения; систему аварийной блокировки, обеспечивающую предотвраще­ние поломок как механической системы ПР, так и обслуживаемого им технологического оборудования при появлении случайных сбоев; систему диагностики и прогнозирования ресурса роботов, предназначенную для сокращения времени восстановления их работоспособности и уменьшения числа отказов путем проведе­ния соответствующих профилактических работ.