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

чнков составляет величину от 0,01 до 0,1 м. Можно применять датчики, реагирующие на перепад температуры, использующие ионизирующие излучения (рентгеновские, у-лучн). В принципе, возможно применение сканирующих локационных, оптических (фотометрических, лазерных) устройств. В последнем случае для увеличения точности определения параметров, характеризую­ щих форму деталей, сканирующие по линии датчики целесооб­ разно устанавливать с небольшой величиной перекрытия.

Рассмотрим варианты реализации простых вычислителей для решения задач укладки деталей в тару, сортировки по параметрам для деталей простых форм, а также определения центра тяжести и окраски с экономным расходованием красителей для деталей сложных форм. Безусловно, задачи, которые будут рассмотрены, далеко не исчерпывают всех возможных производственных ситуа­ ций, однако метод их решения может быть использован для построе­ ния специализированных вычислителей в близких ситуациях.

Синтез специализированных устройств управления может

4)строится граф-схема алгоритма технологической операции;

5)проводится синтез микропрограммного автомата, управ­ ляющего операционной частью;

6)при ■необходимости использовать адаптивный робот для выполнения нескольких различных операций целесообразно объединение операционных частей и микропрограмм, после чего провести синтез общего микропрограммного автомата.

Робот-укладчик деталей в тару. Пусть по конвейеру переме­ щаются детали с круглыми либо ориентированными прямоуголь­ ными проекциями на плоскость ленты. Детали произвольно рас­ положены по ширине ленты, но двигаются с некоторым задан­ ным минимальным интервалом. Размеры деталей (диаметр круга а либо стороны прямоугольника а и Ь) постоянны и заранее известны, скорость движения ленты равна v. Манипулятор должен собирать

детали с ленты конвейера и укладывать их в специальную тару, например прямоугольный ящик, местоположение которого за­ ранее известно. Укладка должна производиться в т рядов по я деталей в каждом ряду с расстоянием между деталями равным I.

Составим последовательность действий манипулятора:

1)до тех пор пока деталь не попадет в область действия фо­ тодатчиков, манипулятор должен находиться в точке с коорди­

натами (дг0, у о); 2) как только любой из датчиков зафиксирует появление де­

тали, манипулятор начинает движение захвата вдоль ленты кон­ вейера со скоростью, равной и/2;

455

3)после выхода детали из зоны действия датчиков, манипу­ лятор начинает перемещать захват вдоль ленты конвейера со ско­ ростью о;

4)сигналы фотодатчиков записываются в регистр сдвига, число разрядов которого равно числу фотодатчиков; после про­ хождения детали под фотодатчиками в регистре образуется

щается вдоль оси Y на величину, равную расстоянию между дат­

чиками, а содержимое регистра сдвигается так, чтобы анализу

время скорость движения захвата уменьшается вдвое. После анализа всех «единиц» движение захвата вдоль оси Y прекра­

щается;

7)перечисленные действия выводят захват точно над центром движущейся детали. В любой момент времени после этих действий может быть подан сигнал взятия детали;

8)после взятия манипулятор перемещает захват в точку с коор­ динатами (.г,., yt), значения которых меняются в зависимости от

числа собранных деталей;

9)манипулятор опускает деталь и переводит захват в началь­

ную точку {х0, у о); 10) если при возвращении захвата в точку (х 0, у 0) в зоне дей­

ствия датчиков находится очередная деталь, манипулятор про­ пускает ее, поскольку параметры положения этой детали не могут быть точно определены.

Операционная часть устройства, как следует из приведенного словесного описания алгоритма операции, может содержать ре­ гистр сдвига, два счетчика, генератор тактовых импульсов и ряд простых логических схем. Для выполнения ряда движений с уве­ личенной скоростью, перенос детали в тару после взятия и воз­ вращение в точку (х0, у о), в операционную часть может быть вклю­

чен второй генератор тактовых^импульсов с меньшей скваж­

гаются на ленте конвейера достаточно плотно, так, что в зоне фо­ тодатчиков может находиться одновременно несколько деталей. В этом случае в устройство управления роботом можно ввести регистр выделения центра — специальное устройство, «выреза­ ющее» из изображения деталей известных размеров области, соот­ ветствующие их геометрическим центрам.

456

/,=4 = 000000010000000,

т. е. в результате обработки кода состояний датчиков получается код, в котором «1» записана в разряде, соответствующем датчику, находящемуся над центром детали.

в схему управления робот сможет собирать с конвейера и уклады­ вать в тару круглые либо ориентированные прямоугольные детали, расположенные на ленте конвейера произвольным образом, с ми­ нимальным промежутком между деталями в один дискрет.

Робот-сортировщик деталей простых форм. При необходимости производить сортировку деталей простых форм (круглые, ориен­ тированные прямоугольные) в соответствии с их размерами в схему устройства управления должны быть введены некоторые изме­ нения.

При поступлении деталей с интервалами в схему вводится счетчик, определяющий величину проекции детали на ось X.

В зависимости от этой величины логическое устройство осуще­ ствляет изменение программы движений после взятия детали манипулятором.

При достаточно плотном расположении деталей (с промежут­ ками не менее чем в один дискрет в любом направлении) система

мая деталь имеет наибольший диаметр, то задача решается просто, так как операция (IX. 19) при d = dt выделяет все центры круг­ лых деталей диаметра d[y при этом изображения от деталей мень­

ших размеров стираются. Задача сортировки круглых либо пря­ моугольных деталей при таком расположении их на конвейере может быть решена с помощью нескольких манипуляторов, уста-

457

новленпых вдоль ленты конвейера. Манипуляторы, расположен­ ные ближе к датчикам, собирают детали наибольших размеров. Если первый манипулятор соберет все детали максимального раз­ мера, то второй манипулятор может собирать детали следующего размера и для него они будут максимальными.

Задача выбора деталей любого заданного диаметра (i =j= s)

решается путем логической обработки и сравнения нескольких последовательных кодов датчиков. Конечно, один манипулятор, выполняющий сортировку деталей в соответствии с размерами, не сумеет справиться с плотным потоком деталей. В этом случае для решения задачи сортировки вдоль конвейера можно уста­ новить несколько манипуляторов с одинаковыми устройствами управления.

Определение центра тяжести движущихся деталей произволь­ ных форм. Часто при работе с деталями сложных форм доста­ точно вычислить координаты движущегося центра тяжести детали по ее плоской проекции на ленту конвейера. В этом случае деталь может быть снята с конвейера и перенесена на другую технологи­ ческую позицию без соскальзывания (в случае мягких изделий) и перекоса. Конечно, задача определения центра тяжести произ­ вольной фигуры может быть решена с помощью ЦВМ, однако в случае движущихся деталей такая задача несложно решается и с помощью специализированного вычислительного устройства.

где S (0) = 0; п — число датчиков, расположенных над конвейе­

ром.

Вычисления по формулам (IX.20, IX.21) несложны и могут быть произведены с помощью специализированных аналоговых либо цифровых устройств.

458

В тех случаях, когда для снятия детали с конвейера доста­ точно определить только одну динамическую координату центра тяжести (обычно Хс), можно вычислять приращения координаты

Окраска деталей сложных форм с экономным расходом краси­ телей. В кожевенном производстве требуется наносить различные составы (в частности, красители) на изделия произвольной, за­ ранее неизвестной формы, перемещаемые конвейерами. Обычно стоимость красителей высока и требуется наносить их равномер­ но точно по площади изделия. В этом случае параллельно линейке датчиков (см. рис. 215) может быть установлена линейка краско­ распылителей, ориентированных соответствующим образом на

будут окрашиваться равномерно по всей площади. Датчики информации могут работать как на отраженном, так и на пря­ мом свете.

Эту же задачу может решать адаптивный робот, в схвате ко­ торого установлен краскораспылитель. При смещении ленты конвейера на один дискрет схват должен проходить всю ширину ленты, включая и выключая краскораспылитель в соответствии с плоским изображением изделия. Задержка изображения в этом случае может быть реализована на регистрах сдвига.

Организация учета изделий произвольной формы, перемещае­ мых ленточными конвейерами. Для эффективного управления про­ изводством необходимо использовать универсальные устройства, способные производить подсчет изделий любой формы при произ­ вольном их расположении на движущейся ленте конвейера. Такие устройства позволяют оперативно оценивать производительность труда на различных участках и своевременно принимать меры для согласования отдельных звеньев производства.

Для того чтобы результаты счета не зависели от ориентации изделия на конвейере, целесообразно использовать такую ха­ рактеристику, как площадь проекции, поскольку именно эта ха­ рактеристика инвариантна к вращению изделия. Площадь детали произвольной формы определялась при нахождении центра тя­ жести детали, поэтому целесообразно на устройство управления адаптивным роботом возложить дополнительно функции учета деталей, прошедших под датчиками (число этих деталей может отличаться от числа деталей, снятых данным роботом с конвейера). В ряде случаев учет деталей может быть организован с помощью отдельного устройства.

Если f (у, t) — код датчиков в момент времени t, то площадь всех деталей, прошедших по конвейеру за время t, определяется

459