Программоноситель. Программно-временное устройство

  

Вся электронная библиотека >>>

 Роботы >>>

 

 

 ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ


Раздел: Наука и техника

 

8.8 Программоноситель

  

Программно-временное устройство  

 

Конструктивно устройство выполняется в виде настольного блока с встроенным пультом управления. Структурная схема системы управления ЭЦПУ-6030 представлена на  8.8. Пульт управления предназначен для управления ПР и технологическим оборудованием и

индикации их состояния. Блок управления совместно с программоносителем представляет собой программно-временное устройство, управляющее рабочими органами манипулятора и технологическим оборудованием. Блок усилителей предназначен для усиления и выдачи команд на исполнительные механизмы манипулятора и технологическое оборудование.

 

Позиционная система программного управления (ПСПУ)

 

Позиционное управление ПР более сложно, чем цикловое, обеспечивает многоточечное позиционирование, для чего содержит информацию о положении звеньев непосредственно в программном обеспечении.

Запоминающее устройство в ПСПУ при небольшом объеме программной информации выполняется раздельным для различных ее видов, что позволяет более гибко пользоваться информацией. При значительных объемах программы информацию о последовательности и положении обычно объединяют и хранят в одном блоке, куда часто включают также информацию о времени.

Управление положением обеспечивается блоком дискретного позиционирования, управляющим дискретной отработкой положений звеньев манипулятора, и блоком "ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО" управления технологическим оборудованием. Блок дискретного позиционирования выполняется в виде устройства сравнения заданных программой и поступающих с чувствительных устройств сигналов о положениях звеньев манипулятора и в виде устройства, выдающего дозированные управляющие воздействия на приводы манипулятора, например, шагового привода. Для позиционной отработки перемещений звеньев блоку дискретного позиционирования достаточно формировать дискретные управляющие воздействия на приводы манипулятора.

Для обучения ПР кроме основного пульта управления обычно предусматривается выносной пульт обучения, предназначенный для выполнения оператором вручную заданных программных действий манипулятора в режиме обучения.

Отечественная промышленность выпускает серийно малоточечные унифицированные устройства числового программного управления УПМ, что расшифровывается так: У - универсальное, П - позиционное, М - модульное. Устройства разработаны Санкт-Петербургским электромеханическим заводом и предназначены для управления промышленными роботами, обслуживающими оборудование различного технологического назначения. Основная область применения УПМ - управление манипуляторами ПР-35, "Универсал-15" и другими при автоматизации транспортных и вспомогательных загрузочно-разгрузочных операций, связанных с обслуживанием группы металлорежущих станков (до 4-х), прессов, установок для контактной точечной сварки и пр.

Устройства УПМ унифицированы по структурно-алгоритмическому и конструкторско-технологическому принципам и модифицированы для управления манипуляторами с шаговым приводом разомкнутого типа (УПМ-331), а также со следящим приводом замкнутого типа (УПМ-552 и УПМ-772). Цифры в обозначении УПМ означают: первая - количество программируемых координат (3, 5 или 7), вторая - количество одновременно управляемых координат (3, 5 или 7), третья - тип управления приводом (цифра 1 - разомкнутый шаговый привод, цифра 2 - замкнутая система следящего привода).

Конструктивно устройство выполняется в виде отдельного металлического шкафа (стойки) и пульта обучения, подсоединяемого к нему с помощью кабеля, длиной не более 20 м. Связь устройства с внешним оборудованием - кабельная. Блоки микроэлектроники, выполненные на основе интегральных кремниевых микросхем серии К155, конструктивно оформлены в виде плат с двухсторонним печатным монтажем и обеспечивают высокую надежность работы, достаточную помехоустойчивость устройств.

Структурная схема позиционного управляющего устройства типа УПМ. Устройство управления построено по принципу синхронного микропрограммного автомата с конечным числом состояний и жестким циклом управления. Оно содержит пульты управления и обучения, операционно-логический блок, микропрограммный автомат управления, полупроводниковое оперативное запоминающее устройство, кассетный накопитель информации на магнитной ленте (КНМЛ) с устройствами управления и разметки магнитной 364 ленты, блоки ввода-вывода технологической информации и синхронизации, информационно-измерительный блок, а также блок управления приводом.

 Пульт управления предназначен для включения устройства, задания режимов работы, организации ручного ввода информации, получения цифровой индикации информации. С пульта управления возможно задание следующих режимов работы: "ПРОГРАММА" - автоматическая отработка программы в цикле или по кадрам; "ПОИСК КАДРА" - нахождение требуемого кадра программы в данной зоне; "РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ" - управление движением манипулятора от органов ручного управления пульта; "ПРОГРАММИРОВАНИЕ" - ручное управление манипулятором с последующей записью набранной программы в ОЗУ, а затем переписью массива информации на магнитную ленту; "КОНТРОЛЬ ПРОГРАММЫ" - осуществление контроля набранной программы; "РАЗМЕТКА МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ" - контроль качества магнитной ленты и расстановка сигналов зон на рабочих участках ленты; "РАЗМЕТКА ЗОНЫ" - расстановка сигналов внутри зоны на рабочих участках ленты; "НАЧАЛЬНАЯ УСТАНОВКА" - установка "Начала программы или кадра

К пульту управления придается выносной пульт обучения, используемый для управления перемещением рабочего органа при обучении в режиме "ПРОГРАММИРОВАНИЕ", содержащей кнопки управления движениями манипулятора и технологических команд.

Операционно-логический блок является центральным вычислителем, обеспечивающим последовательную обработку всей информации и взаимодействие функциональных блоков, т.е. выполняющим функции центрального управления и логической обработки информации. В состав операционно-логического блока входят: узел памяти, операционные регистры, арифметико-логический узел, счетчик адресов памяти, узел индикации. Сигналы управляющих команд на перемещение рабочего органа выдаются с цифро-аналогового перобразователя через блок управления приводом. Командная технологическая информация принимается и выдается через блок ввода-вывода технологических команд.

Обмен информацией между блоками устройства осуществляется через шины А, В и С. Программы управления хранятся в узле памяти, содержащем накопитель на магнитной ленте с объемом хранимой информации 600 кбит.

Микропрограммный автомат управления физически реализует алгоритм работы манипулятора, формирует управляющие сигналы микрокоманд в соответствии с алгоритмом управления ПР, находящимся в памяти устройства

Оперативное запоминающее устройство предназначено для оперативного хранения рабочей программы, размещаемой в определенной зоне магнитной ленты и используемой непосредственно для автоматического управления или записи программы на магнитную ленту в режиме обучения. Информационная связь ОЗУ с другими блоками осуществляется по шинам А (чтение) и С (запись). Управляющие сигналы формируются в микропрограммном автомате, адресная информация поступает из счетчика адресов памяти операционно- логического блока.

Кассетный накопитель информации на магнитной ленте (КНМЛ) является основным программоносителем. Совместно с собственным устройством управления он осуществляет прием, хранение и выдачу программы по запросу из микропрограммного автомата. На магнитной ленте по соответствующим зонам могут быть записаны одна или несколько программ. При невозможности размещения программы в одной зоне из-за ее большого объема запись производится поочередно в нескольких зонах с обеспечением связи частей программы посредством команд условного или безусловного перехода. Для надежной записи и считывания информации предварительно с помощью устройства разметки проверяется качество ленты и ее деления на зоны, т.е. расстановку маркеров зон на участках ленты, пригодных для хранения информации. Эту операцию проводят один раз с каждой новой лентой, после чего устройство разметки отключается и не участвует в дальнейшей работе.

Блок ввода-вывода технологической информации (блок технологических команд) предназначен для выдачи на исполнение технологических и вспомогательных команд, приема ответных сигналов об отработке, запросов на выбор программы и условий ее выполнения от объектов управления и манипулятора

Блок синхронизации вырабатывает последовательные импульсы, синхронизирующие работу устройства, а также частоты, необходимые для работы измерительной системы и формирования выдержек времени, состоит из задающего кварцевого генератора частотой 5 МГц, делителя частоты, узлов формирования синхроимпульсов и сигналов проверки работы устройства в режиме "ПРОВЕРКА".

Информационно-измерительный блок (блок измерения) обеспечивает восприятие сигналов от датчиков обратных связей и их преобразование в соответствующие цифровые коды. Информация о положении рабочих органов ПР поступает с потенциометрических или фотоэлектрических кодовых датчиков обратной связи, преобразуется в цифровую форму и передается в операционно-логический блок, где срванивается с заданной по программе.

Блок управления приводом обеспечивает выдачу управляющих сигналов непосредственно на приводы звеньев манипулятора.

 

Контурная система программного управления (КСПУ)

 

Контурное управление ПР обеспечивает перемещение звеньев манипулятора по непрерывной траектории движения, обладает высокой универсальностью и значительными технологическими возможностями.

Применяются два основных способа построения контурных управляющих систем. При первом способе информация о требуемом положении по каждой координате записывается в виде непрерывной траектории, при втором - в виде конечного числа узловых точек с расчетом непрерывной траектории между ними путем интерполяции, чаще всего линейной, иногда квадратической. Реализация первого способа не требует в управляющем устройстве вычислительных блоков, однако запоминающее устройство должно обладать большим объемом памяти для запоминания всей траектории. Второй способ позволяет ограничиться запоминающим устройством со сравнительно небольшим объемом памяти для запоминания только опорных точек, что требует введения в систему управления вычислительного блока- интерполятора для расчета промежуточных участков траектории.

Схема контурной системы программного управления ПР с записью информации о положении в виде непрерывной траектории показана на  8.11. Вся программная информация здесь размещается централизованно в одном блоке запоминания информации о последовательности, положении и времени. Контурное управление траекторией движения осуществляется блоком непрерывного позиционирования, обеспечивающим отработку информации о положении в следящем режиме, и блоком управления "ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО". Блок непрерывного позиционирования включает в себя схему сравнения заданных и текущих значений координат либо схему выдачи дозированных управляющих воздействий на приводы звеньев манипулятора.

Обучение ПР с контурными системами управления осуществляется перемещением рабочего органа манипулятора по заданной траектории вручную оператором. Ввод информации при этом производится последовательно: оператор - манипулятор - чувствительные устройства манипулятора - память.

Отечественная промышленность с начала 80-х гг. серийно выпускает универсальные контурные устройства числового программного управления типов УКМ-552 и УКМ-772 для промышленных роботов, производящих нанесение лакокрасочных и иных покрытий на поверхности подвижных или перемещаемых конвейером изделий сложной конфигурации, электродуговую контурную сварку, загрузочно-разгру- зочные операции, штабелирование, а также сложные сборочные операции.

Аббревиатура УКМ в обозначении устройства расшифровывается следующим образом: У - универсальное, К - контурное, М - модульное; цифры означают то же, что для позиционных устройств (см. 8.2.3). Контурные управляющие устройства являются весьма совершенными и могут успешно конкурировать с аналогичными зарубежными образцами.

Конструктивно устройства УКМ выполняются в виде отдельного металлического шкафа (стойки) с выносным пультом обучения. Устройства созданы на базе микроЭВМ Электроника-60 и обеспечивают управление промышленными роботами со следящими электрогидравлическими или электрическими приводами и информационно-измерительными системами, при этом используются потенциометрические и фотоэлектрические кодовые датчики положения.

Структурная схема контурного устройства управления УКМ-772. В его состав входят микроЭВМ Электроника 60М, кассетный накопитель КНМЛ "Искра 005-33", пульт оператора, блок логический, а так;ке аппаратура электропитания и вентиляции.

МикроЭВМ обеспечивает обработку информации, принятую с пульта,управления или кассетного накопителя, формирование и выдачу сигналов управления на следящие приводы манипулятора, а также на электроавтоматику оборудования в режиме отработки программы. Математическое обеспечение вводится в устройство с _помощью перфоленты.

Обмен информацией между центральным процессором, периферийными узлами устройства и внешними объектами осуществляется через канал ЭВМ и внутреннюю магистраль устройства, для чего служат шинный согласователь и адаптер, обеспечивающие согласование соответствующих шин, дешифровку адресов периферийных узлов, трансформацию передаваемой информации и формирование сигналов прерывания работы центрального процессора.

Логический блок устройства служит для обработки информации о траектории движения, величинах скоростей исполнительных звеньев манипулятора, выполнения технологических операций при отработке управляющей программы. По окончании перемещений исполнительных звеньев информация о значении координат точек считывается с датчиков обратных связей (ДОС) и заносится в оперативное запоми- 370 нающее устройство. Распределение сформированной информации и управление ее перезаписью в кассетный накопитель осуществляет микроЭВМ.

Связь внутренней информационной магистрали с пультами оператора и обучения, датчиками обратной связи осуществляется через соответствующие интерфейсные платы. Передача информации на приводы обеспечивается через цифро-аналоговый преобразователь, в «котором цифровая информация от центрального процессора преобразуется в управляющее напряжение.

Аналогично позиционным контурное устройство УКМ-772 обеспечивает работу в следующих основных режимах, задаваемых с пульта управления: "ПРОГРАММА"- автоматическая отработка управляющей программы; "ПОИСК КАДРА" - нахождение требуемого кадра с пульта оператора с выводом его содержания на индикационное табло; "РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ" - перемещение рабочего органа манипулятора с управлением от пульта обучения; "ОБУЧЕНИЕ' - управление манипулятором с пульта обучения с записью точек траектории перемещения рабочего органа и технической информации в оперативное запоминающее устройство; "КОНТРОЛЬ" - осуществление тестового контроля при отработке математического обеспечения; "РАЗМЕТКА МЛ" - автоматическая разметка магнитной ленты на зоны.

Кроме того, устройство УКМ-772 позволяет реализовать ряд дополнительных режимов, расширяющих его возможности и повышающих эксплуатационные удобства, например: "ВЫВОД" - вывод информации из оперативного запоминающего устройства на магнитную ленту; "ВВОД" - ввод информации с магнитной ленты в оперативное запоминающее устройство; "АВТОМАТИЧЕСКАЯ РАБОТА ОДНОКРАТНАЯ" - однократная отработка программы; "ПОКАДРОВАЯ ОТРАБОТКА" - отработка программы последовательно по кадрам с остановкой после отработки каждого кадра программы.

На пульте оператора имеются индикационное табло и кнопочные переключатели с хорошо отработанной символикой, что позволяет осуществлять диалоговый режим оператора с роботом на высоком уровне. На табло выводятся такие, например, тексты, как "Ошибка", "Нет", "МЛ, "Разметка МЛ", "Мало своб. зон" и др. Все это обеспечивает хорошие эксплуатационные качества устройства.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ

 

Смотрите также:

 

Системы программного управления

Любая система программного управления состоит, как правило, из следующих устройств: программоноситель, на котором записана программа работы исполнительных механизмов станка; устройство ввода программы

 

Станки с ЧПУ. Основы программного управления станками

Программоноситель — это носитель данных, на которых записана управляющая программа.
Устройство / ввода программы считывает программу, т. е. преобразовывает ее в электрические сигналы и направляет в устройство 4 отработки программы, которое через...

 

Станки с программным управлением. Программируемые контроллеры

Программоноситель может содержать как геометрическую, так и технологическую информацию.
Система числового программного управления (СЧПУ) — это совокупность специализированных устройств, методов и средств, необходимых для осуществления ЧПУ...

 

...системы управления. Автоматический цикл работы станка. Программно...

Принцип работы программно-путевых систем со штеккерной панелью и шаговым искателем.
В качестве программоносителя используют перфорированную ленту или карту, киноленту или магнитную
Программа наносится на ленту или карту с помощью записывающих устройств.

 

Системы автоматизированного проектирования САПР. Жесткие и гибкие...

...операционные карты и т. д.), а также какие-либо программоносители с записью программы для машин с ЧПУ.
Программное обеспечение систем автоматизированного проектирования САПР, как правило
УСТРОЙСТВО ОПАЛУБКИ - устройство опалубки для принятия свежего...

 

Автоматизация производства главное направление научно-технического...

Станки-автоматы — это универсальные металлорежущие станки с программным' управлением. Программа управления может устанавливаться с помощью упоров и различных программоносителей — копиров, кулачков, шаблонов.

 

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ. Станки с числовым программным управлением

Конструкции металлорежущих станков с цикловым программным управлением отличаются многообразием устройств, задающих программу цикла обработки
В отличие от «жестких» программоносителей (перфорированная лента или карта, магнитная лента, фотолента и др...

 

Типовая структура системы ЧПУ. МАШИНЫ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ...

Блок ввода содержит устройства для считывания программы с программоносителя (перфолента, набор карт и т. д.), контроля, преобразования и
Станки с программным управлением. … Вертикально-сверлильные станки. Горизонтально-расточный станок с ЧПУ.

 

Основные особенности станков с ЧПУ

...в задании программы обработки детали в математической (числовой) форме на специальном программоносителе (перфоленте или магнитной ленте).
Важной особенностью автоматизации процесса обработки на металлорежущих станках с помощью устройств программного...