Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

Вид привода подъема и перемещений платформы механогидравлический (от гидросистемы робота).

Габаритные размеры поддона 1100x980x150 мм или 1100 X X 850X 130 мм; грузоподъемность до 1500 кг; масса платформы без груза 1300 кг.

Роботы с пневматическим приводом. Роботы с пневматическим приводом особенно дешевы, так как их стоимость не превышает 10 тыс долл.; они в 2—2,5 раза дешевле, чем роботы Unimate, Versatram, но их технологические возможности уже, чем у этих роботов.

Робот Hi-Mate. Он выпускается японской фирмой «Kuroda

Gaude Manufacturing» с начала 1971 г. Так как и привод и струй­ ная система управления (типа Nuflogix) работают от сети сжатого воздуха, то, как утверждает фирма, робот может работать во влажной среде и даже при полном погружении в воду.

Система управления и манипулятор смонтированы на общем основании. Позиционирование по всем четырем степеням свободы осуществляется регулируемыми упорами. В качестве исполни­ тельных механизмов применяются пневмоцилиидры. В цикле рука робота может иметь до 14 положений в рабочей зоне, а ма­ ксимальное число последовательных шагов в рабочем цикле 23.

В1971 г. компания «Kuroda» выпускала по пять таких роботов

вмесяц.

Робот Синко. Этот робот выпускает японская фирма «Синко

Дэнки». Аналогично роботу Hi-Mate он имеет четыре степени свободы. Привод перемещений и поворотов унифицированный пневматический. Точность позиционирования ±0,1 мм обеспечи­ вается регулируемыми упорами. Позиционная система управле­ ния выполнена в виде отдельного пульта и имеет матричную штекерную панель, обеспечивающую до 120 движений в цикле.

Роботы Autohand. Они производятся японской фирмой «Aida

Press Engineering» в трех моделях: АН-3, АН-6 и АН-10. Роботы выпускаются в одно-, дву- и трехруком исполнении. В двуруком

итрехруком исполнении руки между собой жестко сблокированы

ине имеют раздельных движений поворота или подъема. Робот

работает в цилиндрической системе координат. Манипулятор имеет четыре степени свободы — вертикальное и горизонтальное перемещения руки, поворот ее в горизонтальной плоскости и вра­ щение захвата на 180° относительно оси руки. Все перемещения и повороты осуществляются от пневмопривода (со встроенными пневмоцилиндрами), работающего при давлении воздуха в пнев­ мосети 4 кгс/см2. Сжатие и разжатие захвата осуществляются тоже с помощью пневмоцилиндра. г 't 4

Система управления роботом позиционная, с применением матричной штекерной панели. В цикле может быть установлено до 10 различных позиций; максимальное число движений в цикле 15. Система управления позволяет управлять одной или несколь­ кими единицами оборудования и получать от них сигналы (для

352

синхронизации работы робота и обслуживаемого оборудования). Имеется возможность ручного управления манипулятором. Точ­ ность позиционирования ±0,1 мм обеспечивается регулируемыми упорами.

Площадь пола, занимаемая роботом, 600x900 мм. Высота робота 980 мм. Фирма выпускала в 1971 г. по 10 роботов в месяц.

35.СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМИ РОБОТАМИ

Ряд японских фирм проводит интенсивные работы в области создания малогабаритных и малоинерционных электроприводов как для промышленных манипуляторов, так и для роботов. Так,

фирма «Yaskowa Electric Manufacturing Со.» разработала гамму унифицированных узлов со встроенными электроприводами, на основе которых предлагается компоновать различные типы мани­ пуляторов и роботов. Электродвигатели, встраиваемые в эти узлы, имеют полый ротор с винтовой нарезкой. Такое устройство, позволяет непосредственно, без дополнительных механических передач преобразовать высокую скорость вращения электродвигате­ лей в линейные перемещения элементов манипулятора или робота.

По данным фирмы, применение таких электроприводов позво­ ляет получить следующие преимущества по сравнению с гидро- и пневмоприводами: меньшую стоимость и большую экономич­ ность роботов; удобство и простоту сборки роботов благодаря отсутствию гидроили пневмотрубопроводов и в связи с этим возможность передвижения роботов по цеху на большие расстоя­ ния; отсутствие громоздких гидравлических или компрессорных станций; меньшее влияние температурных условий на точность позиционирования; отсутствие грязи из-за утечки масла в гидро­ системах.

Т а б л и ц а 13

Программоносители систем управления промышленными роботами

Работы в области применения электропривода ведутся также японскими фирмами «Fuji Electric Со. Ltd.» и «Hitachi».

Применяемые в настоящее время системы управления промыш­ ленными роботами можно условно классифицировать, как пока­ зано в табл. 13.

Ниже приводится краткое описание наиболее применяемых систем управления промышленными роботами.

Позиционные системы управления

Структура позиционных систем управления. Это относительно простые системы управления. Рука движется по жесткому мар­ шруту между строго определенными (заранее намеченными про­ граммистом) точками, являющимися по существу темп позициями, где рука должна что-то взять, положить и т. д. При позиционном управлении рука робота может осуществлять следующие действия:

а) простые ВЗЯТЬ и ПОЛОЖИТЬ — установка (и снятие) заготовок в пресс, в станок, на конвейер и т. д., разгрузка машин литья под давлением и т. п.;

б) сложные ВЗЯТЬ и ПОЛОЖИТЬ — укладка в штабели, упаковка, точечная сварка и другие подобные действия, требу­ ющие большего количества последовательных пространственных позиций.

Примеры применения позиционного управления:

1) загрузка (и разгрузка) поперечной балки осп автомобиля

вштамп для пробивки отверстий; используется 12 точек;

2)разгрузка формы литья под давлением и подача в штамп для обрубки литника; используется 11 точек;

3)подача с конвейера нагретой заготовки шестерни последо­ вательно в два ручья штампа для горячей штамповки на прессе; используется 10 точек;

4)последовательная подача нагретой заготовки в три ручья

штампа на ковочном молоте; используется от 30 до 40 точек; 5) загрузка и разгрузка устройства для детонационного по­

крытия; используется 10 точек.

Матричные штекерные панели являются основой одной из наиболее простых электронных систем позиционного управления (применяются в роботах Versatran с позиционным управлением и в ряде других). Панель состоит из нескольких рядов изолиро­ ванных, многогнездовых контактных полос, размещенных под прямыми углами друг к другу в двух параллельных плоскостях. При работе полосы могут соединяться путем закорачивания вклю­ чающим штекером; при программировании взаимная связь обес­ печивается с помощью штекеров диодов. Штекеры вставляются через определенные интервалы.

Изолированные плоскости и полости образуют электрическую коммутационную панель с осями X и Y. Если штекер диода встав­

лен в отверстие для соединения верхней и нижней контактных

354

полос (тем самым он соединяет две плоскости), то обеспечивается требуемая логическая схема между осями X и Y.

Для робота Versatran применяются матричные программные панели, изготовляемые компанией «Sealactro Согр. Mamoroneck».

У некоторых моделей робота Versatran эта панель имеет 120 отверстий, образующих 12 вертикальных колонок, каждая из которых отображает точку, определяющую позицию руки робота, и 10 горизонтальных рядов, каждый из которых представляет то или иное действие робота или оборудования, работающего сов­ местно с роботом. При программировании, как было сказано выше, штекеры диодов вводятся в отверстия панели. При этом каждый штекер, вставленный в один из горизбнтальных рядов, определяет действие, которое должен выполнить робот в пози­ ции, определяемой номером вертикальной колонки, в которую он вставлен.

Процесс обучения робота Versatran с такой панелью произ­ водится следующим образом. Сначала оператор намечает путь перемещения руки и последовательность операций, которые она должна выполнить. Затем с помощью выносного пульта управле­ ния рука робота подводится к первой точке программы. Эта пози­ ция фиксируется запоминающими потенциометрами. 36 потенцио­ метров (по три потенциометра в каждой из 12 вертикальных коло­ нок) расположены па верхней панели программного пульта. Запоминание позиции производится путем вращения оси потен­ циометра до момента, пока не погаснут обе лампы индикатора позиции руки вдоль данной оси системы. Затем та же операция производится для двух остальных осей.

После запоминания позиции руки на коммутационной панели набираются любые операционные команды для данной позиции. Затем оператор-программист производит переключение на вторую позицию и повторяет процесс программирования. Такая после­ довательность приемов повторяется для каждой точки цикла. После нажатия кнопки ПУСК робот повторяет хранящуюся в его памяти последовательность движений до. тех пор, пока не будет нажата кнопка СТОП.

На задней панели пульта программирования расположен набор клеммных колодок, служащих для связи робота с обслу­ живаемым оборудованием (управление 12 единицами оборудова­ ния или получение сигнала от 12 внешних устройств для синхро­ низации работы робота с обслуживаемым оборудованием). В за­ висимости от вида сигналов, получаемых от внешних устройств, робот может выполнять тот или иной вариант программы (напри­ мер, при контроле и сортировке деталей на группы).

Штекерные матричные панели экономичны, у них нет движу­ щихся частей, и каждый шаг в программе устанавливается неза­ висимо от других шагов. Это позволяет вносить изменения в одну из частей программы без каких-либо изменений в остальных ее частях. Вся программа на виду у оператора-программиста, что

упрощает корректировку ошибок и внесение изменений в про­ грамму.

Модель 302. Фирма AMF выпустила усовершенствованную си­ стему позиционного программного управления роботом— мо­ дель 302. Особенностью этой системы является наличие в ней внутренней памяти, значительно уменьшающей количество коорди­ натных точек, которые необходимо вводить в систему для выпол­ нения топ или иной задачи. Ранее разработанные системы анало­ гичного типа рассчитывались на выполнение простых операций типа ПОЛОЖИТЬ н ВЗЯТЬ с максимальным количеством опор­ ных точек до 20, координаты которых вводились в систему с по­ мощью потенциометров. Модель 302 при том же объеме вводимой информации способна выполнять сложные задачи, эквивалентные вводу нескольких сотен координатных точек. Это обеспечивается записью вспомогательных подпрограмм во внутреннюю память системы. Последовательное переключение с работы по основной программе на работу по подпрограммам и наоборот осуществляется автоматически.

Программирование движений руки при этом осуществляется

вдва этапа:

1)установление необходимой последовательности движений, достигаемое соединением кругового электронного счетчика с по­ тенциометрами, применяемыми для запоминания положений руки (выполняется на сменной наборной панели);

2)установка руки в требуемую позицию, достигаемая поворо­ том диска на соответствующем потенциометре; диски имеют кру­ говую шкалу, что позволяет быстро менять ранее записанную

программу.

Ввод программ для выполнения специальных задач, требу­ ющих большого количества информации, осуществляется с по­ мощью штекерных панелей с 600 гнездами, которые устанавли­ ваются на пульте управления. По окончании ввода программы дверца пульта управления закрывается. Снаружи остаются только шесть кнопок, которые используются для оперативного вмеша­ тельства в работу системы. Одна из них— кнопка СТОП. При ее нажатии система прекращает работу по достижении очередной опорной точки, с которой в дальнейшем она может продолжить работу без потери информации. Нажатие кнопки ВЫКЛЮЧЕНО вызывает прекращение^ работы только по окончании всего цикла. Кнопка АВАРИЙНЫЙ СТОП немедленно отключает от системы все источники питания. Еще одна дополнительная кнопка служит для дискретного перемещения руки с малой скоростью по всем осям.

Модель 302 построена по блочному принципу, который позво­ ляет уменьшить номенклатуру отдельных деталей, упрощает поиск неисправностей и ремонт. В стандартном исполнении си­ стема состоит из трех блоков с потенциометрической настройкой положения, двух блоков с десятипозиционными кольцевыми счет­

356