Классификация промышленных роботов

ОЗУ – системное ОЗУ. Там же еще есть системное ПЗУ. У данных процессоров два типа памяти: системная и пользователя. Здесь системное ОЗУ – 4 килослова.
ПЗУ – 4 килослова.
УПО – устройство последовательного обмена – для связи с дисплеем.
УПВВ – устройство параллельного ввода/вывода. Каждое из двух УПВВ имеет 16 входов и 16 выходов.
БР – блок реле. С БР сигнал поступает на ДПТ и привод.
Датчики:

1. 
   Концевые датчики.
   
2. 
   Датчики пути.
   

Согласование с ТТЛ.
Б.Ус – блок усилителей. Служит для связи с токарным станком. 24В, до 20 Вт.
Команды управления роботом и станком
Все управление осуществляется через устройство параллельного ввода/вывода.
Регистр вывода: 167772.

15	14 13 12			11 10 9			8 7 6			5 4 3			2 1 0

Разряды регистра:
0 – перемещение влево вдоль оси X
1 – перемещение вправо вдоль оси X.

2 – скорость по оси X: 1 – медленно

0 – быстро
4 – перемещение назад вдоль оси Y.
5 – перемещение вперед вдоль оси Y.
6 – скорость по оси Y.
12 – схват детали закрыть.
13 – схват детали открыть.
14 – схват заготовки закрыть.
15 – схват заготовки открыть.


Регистр вывода:

15	14 13 12			11 10 9			8 7 6			5 4 3			2 1 0

Разряды регистра:
0 – поворот нулевой к станку.
1 – поворот к кассете.
2 – ротация схвата (Ед), т.е. деталь перевести в горизонтальное положение.
3 – Ез, т.е. перевести заготовку в горизонтальное положение.
5 – перемещение вниз вдоль оси Z.
6 – перемещение вверх вдоль оси Z.
7 – скорость по оси Z.
9 – разжать деталь в патроне станка.
10 – зажать деталь в патроне станка.
11 – пуск программы ЧПУ станка.
12 – пуск шпинделя станка.
13 – ответ станка (запрос к станку).


Регистры ввода сигнала (от оборудования).

15	14 13 12			11 10 9			8 7 6			5 4 3			2 1 0

Разряды регистра:
0 – схват детали закрыт (срабатывает концевой датчик).
1 – схват детали открыт.
2 – схват заготовки закрыт.
3 – схват заготовки открыт.
4 – сигнал ротации схвата ез (заготовка в горизонтальном положении).
5 – сигнал ротации схвата ед (деталь в горизонтальном положении).
6 – концевой датчик Zвв (вверх).
7 – стоп у станка (вс).
8 – стоп у кассеты (вк).
9 – Yвп (степень выдвинута).
10 – Yнз (степень втянута).
11 – Xвл (степень влево).
12 – Xвп (степень вправо).
Регистр ввода: 167764

15	14 13 12			11 10 9			8 7 6			5 4 3			2 1 0

Разряды регистра:
0 – патрон станка разжат.
1 – патрон станка зажат.
3,4,5 – крыльчатки (X*,Y*,Z*).
6 – конец обработки на станке.


Пример:
Управление по одной степени. Для примера возьмем степень Y. Шаг: 0,4 мм на импульс. Перемещение в миллиметрах надо пересчитать в импульсы. Введем следующие обозначения: y=0 – текущее смещение по оси Y. S=0 – флаг (1 бит) – признак торможения. Если S=1, то степень находится в режиме торможения. ∆y – заданное число импульсов по оси Y с учетом хода после торможения (с коррекцией). ∆y1 – без коррекции. Таймер необходим для фиксации времени окончательного торможения.
Алгоритм.
Процедура А.



Позиционные системы управления
В позиционных системах управления каждая степень имеет большое количество точек позиционирования. Гарантируется попадание в заданную точку и перемещение с необходимой скоростью. Траектория схвата от точки к точке схвата не обеспечивается. Привод может строиться с помощью следящих приводов и разомкнутых систем на базе шагового двигателя. Конструкция шагового двигателя определяет количество точек позиционирования. Датчики обратной связи обычно не используются. Необходимо иметь концевые датчики на крайнее положение каждого звена – как минимум, один концевой датчик. Концевые датчики нужны для определения начального положения (провести калибровку каждой степени) и аварийный выход на упор. Пара датчиков нужна для определения исправности привода (количество шагов двигателя между двумя крайними положениями должно соответствовать заданному). Для обеспечения динамических характеристик необходимо обеспечить режим «разгон-торможение». Теоретически необходимо обеспечить закон трапеции для скорости.

Позиционная система на базе следящих приводов

Обычно используются бесколлекторные двигатели. Теоретически могут использоваться аналоговые датчики (потенциометры, тахогенераторы и другие). Потенциометры в современных системах используются только в режиме калибровки, если теряется информация о текущем положении при включении питания. Иногда используются тахогенераторы. Обычно они работают совместно с кодовыми датчиками. Кодовые датчики ставятся на выходном валу (в шарнире звена) и дают положение звена в полном диапазоне его перемещений. Выходной сигнал в виде кода. Позиционные датчики дают положение в виде бинарного кода (обычно это код Грея).
Достоинство: знание абсолютного положения.
Недостаток: при тех же технологических возможностях изготовления более низкая точность.
Фотоимпульсные датчики ставятся на валу двигателя. Далее – механическая передача. Эти датчики имеют минимум две дорожки. Самый простой датчик имеет одну дорожку.
Недостаток: нельзя определить направление движения (знак скорости).
Используются двухдорожные датчики: окошечки сдвинуты друг относительно друга на четверть периода. Тогда при вращении можно определить направление перемещения.
Достоинства: простота, дешевизна, меньшие габариты. Можно получить код скорости без использования отдельного датчика скорости. Можно получить высокую точность с относительно небольшим количеством импульсов датчика.
Недостаток: информация об абсолютном положении звена теряется при отключении питания. Поэтому требуется обязательно производить калибровку каждого звена для определения его положения. При калибровке чаще всего используют потенциометр, который дает грубое положение. А точное положение дает импульсный датчик. «Суммируем» грубое и точное положение и получаем результат.

Законы управления по каждой степени подвижности.

Обеспечение трапециидального закона по скорости.

1. 
   разгон
   
2. 
   движение с V=const
   
3. 
   торможение.
   

Угол a ограничен моментом (током). Сглаживают, чтобы не было бросков по току (не было дерганий).

В системах управления обычно предусмотрены 2 режима:
- с проверкой попадания в заданную точку
- без проверки.
Для многих операций нужна плавная траектория, тогда используется управление без проверки.
Траектория более плавная, углы сглаживаются, движение более равномерное. При увеличении скорости сглаживание углов будет более существенное.
Момент перехода к следующей точке определяется программой (обычно в процентном соотношении от пройденного пути).

Промышленный робот PM01.

Назначение: сборка 3D, пайка (пространственная), механообработка, сварка(дуговая, точечная), окраска, склеивание, транспортировка.
Характеристики:

1. 
   Номинальная грузоподъемность- 2.5 кг
   
2. 
   Max грузоподъемность- 6 кг
   

(ограничивается настройками по току якоря двигателя)

3. 
   Погрешность позиционирования- 0.1 (0.2)мм
   
4. 
   Точность повторяемости-0.015 мм
   

(зависит от конфигурации руки)

5. 
   Max линейная скорость перемещения - 500мм/с
   

(линейная скорость с сохранением ориентации схвата)
Для позиционного режима и движения по обобщенным координатам величина скорости будет означать масштабный коэффициент.

6. 
   Число одновременно управляемых степеней - 6
   
7. 
   Устройство управления: многопроцессорное- 7 процессоров: один на верхнем уровне управления и 6 приводных процессоров. Конструктивно можно добавить еще два процессора (процессор СТЗ, тактильный, сило-моментный). Рукоятка типа джойстика.
   
8. 
   Способ управления: контурно-позиционный.
   
9. 
   Способ программирования: аналитический с обучением. Программа на языке ARPS в виде текста. Используемые в программе положения задаются в режиме обучения.
   

Может работать в трех координатных системах:

• 
  World-неподвижная декартовая система, связанная с основанием робота
  

• 
  Tool-подвижная декартовая система, связанная с фланцем кисти
  

• 
  Joint-обобщенная система координат
  

10. 
    Приводы: электромеханический с ДПТ с независимым возбуждением от постоянных магнитов. 1-3 степени по 150 Вт, 3-6 степени по 50 Вт.
    
11. 
    Датчики обратной связи: оптические фотоимпульсные двух номиналов - 220 и 250 им/об.
    
12. 
    Датчик положения: потенциометр в следящем режиме не используется, нужен только для калибровки.
    
13. 
    Число каналов связи с ТО (дискретные)-32 входа, 32 выхода.
    
14. 
    Вес- 52 кг
    

Срок службы- 10 лет
Наработка на отказ-500 ч

15. 
    Способы крепления - на полу, на потолке, на стене.
    

Кинематическая схема.
1-ая степень: вращение колонны, диапазон 320⁰
2-ая степень: качание плеча, диапазон 270⁰
3-ья степень: качание локтя, диапазон 270⁰
4, 5 и 6 степени образуют сферический шарнир, это узел-кисть.
4-ая степень: вращение кисти, диапазон 280⁰
5-ая степень: качание кисти, диапазон 200⁰
6-ая степень: вращение фланца кисти, диапазон 532⁰
Система координат: неподвижная система, связанная с основанием, поднятая на высоту.
У руки есть разные конфигурации:
-правая
-левая
-локоть вверх
-локоть вниз
-кисть вверх
-кисть вниз
Все движения робота должны быть плавными.
Особенности конструкции.
Конструкция монококовая. Еще есть стержневая (силовая).

Достоинство: конструкция жесткая, легкая, прочная.