«Квалификация (степень) бакалавр Форма обучения дневная Составитель программы Савилов А.В., доцент кафедры Оборудования и автоматизации машиностроения, к.т.н., доцент. Иркутск 2013 г. 1.Информация из ФГОС, относящаяся к ...»

Ячейки инвертирования выполнены на микросхемах серии К155 и предназначены для инвертирования информационных сигналов в системе управления и индикации состояния. Ячейки имеют 22 независимых канала, каждый из которых имеет индикацию на лицевой панели.

Ключи релейные предназначены для коммутации двигателей постоянного тока напряжением 24 В, мощностью до 48 Вт с динамическим торможением.

04 Импульсный датчик с* (механизм С) 05 Импульсный датчик d* (механизм D) 05 движение механизма D вниз Ячейки усилителей предназначены для коммутации управляющих цепей напряжением 24 В постоянного тока, мощностью не более 20 Вт. Ячейка имеет независимых усилителей постоянного тока. На лицевой панели имеется индикация работы каждого усилителя. Индикация информационных и управляющих сигналов на лицевой панели блока управления приведены в таблице 1.4.

№ ячейки № позиции Наименование сигналов Для ячеек 12, 15, 11, 1, 2, 3 отсчет светодиода на лицевой панели вести слева сверху.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программное обеспечение (ПО) состоит из системного ПО и ПО пользователя.

Системное программное обеспечение записано в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) (рис. 4.2). Оно состоит из следующих программ:

1. Программа начального пуска, которая определяет последовательность операций, выполняемых при включении питания (переход на выполнение программы связи с пультовым терминалом, выполнение программы с заданного адреса и т.д.).

2. Программа связи с пультовым терминалом.

Для управления ЦП может применяться любое устройство, которое способно передавать в ЦП и принимать из ЦП коды, соответствующие буквенно-цифровым символам. Такое устройство называется пультовым терминалом. Связь с пультовым терминалом осуществляется микропрограммно. В режим связи с пультовым терминалом микроЭВМ может войти при пуске, либо перейти в него из режима программной работы.

Существует ряд команд пультового терминала, которые воспринимаются ЦП. Полный перечень команд пультового терминала приведен в [1].

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Программное обеспечение пользователя представляет собой набор подпрограмм, предназначенных для выполнения движений робота по заданной программе. Оно включает в себя программы задания перемещений, отработки перемещений и сервисные программы. Для организации движения робота по какой-либо координате необходимо установить в "1" соответствующий разряд выходного регистра, данной координаты.

Например, для отработки перемещения робота по координате X влево (механизм А) необходимо установить в "1" 0-й разряд выходного регистра с адресом 167772 (см. табл.

4.2). При обнулении этого разряда перемещения по координате X влево прекращается.

Адреса выходных регистров, с помощью которых производится управление манипулятором - 167772 (механизм А, С), 167762 (механизмы В, D) (см. табл. 4.2, 4.3).

Программное обеспечение пользователя может быть записано либо в ППЗУ пользователя, либо в ППЗУ (см. рис.4.2).

Сигналы от импульсных и конечных датчиков заведены в соответствующие разряды регистров, которые имеют адреса 167764 и 167774 (см. табл.4.2, 4.3). Для организации движения робота по какой-либо координате на заданную величину осуществляется подсчет количества изменений состояния соответствующего регистра.

После повышения определенного значения производится обнуление соответствующего разряда выходного регистра и движение прекращается.

Для приведения в действие электромагнитов захвата выставляется в единицу 4-ый разряд регистра 167762. При обнулении этого разряда электромагнит обесточивается.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Исследование входных и выходных регистров СУ робота.

1.1. Прочитать содержимое входных регистров СУ робота (адреса 167764 и 167774). По содержимому регистров определить конфигурацию манипулятора робота, включая состояние схватов, и сравнить её с действительной.

1.2. Привести в движение механизм А, установив в состояние "1" соответствующий разряд выходного регистра. Обнулить этот разряд после того как механизм А переместиться в одно из крайних положений.

1.3. Проверить, как отразилось изменение положения механизма А на содержимом входных регистров.

1.4. Повторить п.п. 1.2, 1.3 для остальных механизмов манипулятора, изменяя также скорости их перемещения.

2. Исследовать программирование робота в цикловом режиме.

2.1. Перевести в машинный код следующую программу управления цикловым перемещением робота:

BIS #120125, @#167762 ; Пуск приводов степеней BIC #120125, @#167762 ; Выключение приводов степеней BIC #301, @#167772 ; подвижности и механизма ротации.

2.2. Записать программу в ОЗУ начиная с адреса 1000.

2.3. Запустить программу директивой 1000G.

2.4. Проанализировать изменение конфигурации манипулятора, происшедшее после окончания работы программы.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчёт должен содержать: кинематическую схему манипулятора; структурную схему СУ робота; текст управляющей программы на языке ассемблера (см. п.2.1) и в машинных кодах.

Исследование методов программирования позиционных перемещений ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить принципы программирования перемещений звеньев робота на заданное расстояние.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

По трём координатам ПР "ЭЛЕКТРОНИКА НЦТМ-01" – X, Y, Z может быть организовано позиционное управление. Информацию о текущем значении какой-либо из этих координат можно получить от импульсных датчиков положения соответсвующих звеньев манипулятора. Во время перемещения звена, датчик положения генерирует последовательность имульсов, при этом цена каждого импульса составляет 0.4 мм.

Следовательно чтобы определить относительную величину перемещения звена необходимо подсчитать количество импульсов поступивших с датчика. Зная, номер разряда входного регистра, соответсвующий импульсному датчику положения, необходимо программно отслеживать изменение его состояния из "1" в "0" и наоборот.

Количество изменений при этом будет равно количеству импульсов.

При программировании движения на заданное расстояние одновременно по двум степеням подвижности необходимо организовать циклы проверки состояния датчиков положения обеих степеней, учитывающие все возможные варианты сочетания сигналов.

Всего существует четыре таких варианта:

1) датчик 1 - “0”, датчик 2 - “0”;

2) датчик 1 - “0”, датчик 2 - “1”;

3) датчик 1 - “1”, датчик 2 - “0”;

4) датчик 1 - “1”, датчик 2 - “1”.

В случае, когда движение одной из степеней подвижности прекращается, то программа управления движением вырождается в программу из п 1.1.

ХОД РАБОТЫ

1. Исследовать программирование перемещения на заданное расстояние ПР по одной координате.

1.1.Перевести в машинный код и занести в ОЗУ СУ начиная с адреса 1000 следущую программу.

TEST0: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчика TEST1: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчика 1.2. Занести в регистр R0 число, эквивалентное перемещению в мм, заданному преподавателем.

1.3. Занести в R1 код, соответсвующий приведению в движение на малой скорости звена манипулятора согласно полученному заданию, а в R2 – код, соответствующий импульсному датчику положения этого звена.

1.4. Запустить программу директивой 1000G.

1.5. Измерить при помощи линейки расстояние пройденное звеном и сравнить его с заданным, убедившись при этом, что они совпадают. В случае несоответсвия проверить программу.

1.6. Повторить п.п. 1.4, 1.5.

2. Исследовать программирование перемещения на заданное расстояние ПР по двум координатам одновременно.

2.1. Перевести в машинный код и занести в ОЗУ СУ начиная с адреса следующую программу.

TEST10: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчиков TEST11: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчиков TEST00: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчиков TEST01: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчиков TESTX0: BIC XD2, @#167772 ; Останов привода 2-го звена робота при TEST0: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчика

BEQ STOP

TEST1: BIT R2, @#167764 ; Цикл проверки перехода состояния датчика STOP: BIC R1, @#167772 ; Останов последнего привода и TESTX1: BIC XD2, @#167772; Останов привода 2-го звена робота при TESTY0: BIC XD1, @#167772 ; Останов привода 1-го звена робота при TESTY1: BIC XD1, @#167772 ; Останов привода 1-го звена робота при 2.2. Занести в R0 число, эквивалентное перемещению первого звена в мм, заданному преподавателем.

2.3. Занести в R1 число, эквивалентное перемещению второго звена в мм, заданному преподавателем.

2.4. Занести в ячейку XD1 код, соответсвующий приведению в движение на малой скорости первого звена манипулятора согласно полученному заданию, а в R2 – код, соответствующий импульсному датчику положения этого звена.

2.5. Занести в ячейку XD2 код, соответсвующий приведению в движение на малой скорости второго звена манипулятора согласно полученному заданию, а в R3 – код, соответствующий импульсному датчику положения этого звена.

2.6. Запустить программу директивой 1000G.

2.7. Измерить при помощи линейки расстояния пройденные звеньями и сравнить их с заданными, убедившись при этом, что они совпадают. В случае несоответсвия проверить программу.

2.8. Повторить п.п. 2.6, 2.7.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

Отчёт должен содержать: тексты программ п.п. 1.1, 2.1 на языке ассемблера и в машинных кодах; задание на программирование перемещения; результаты измерения п.п. 1.5, 2.7.

Практическая работа № 6. Изучение системы управления “сфера-36” роботом “РМ-01”

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Знакомство с общим устройством системы управления “Сфера 36”, изучения режимов работы и анализ штатного программного обеспечения системы управления.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

МАНИПУЛЯТОР

“ПУМА 560” - антропоморфный манипулятор с шестью степенями подвижности.

Звенья манипулятора соединяются друг с другом в суставах и вращаются вокруг осей систем координат, идущих через центры суставов. Звенья манипулятора представлены на рис. 6.1. Степени подвижности манипулятора показаны на рис. 6.2. Каждое звено имеет свой следящий привод постоянного тока с постоянным магнитом. Трансмиссия осуществляется через зубчатые редукторы.

Предплечье Двигатель 1-го сустава Рис. 6.1. Звенья манипулятора “ПУМА 560” Текущее положение манипулятора определяется в отношении известного исходного (абсолютного) положения. Установка абсолютного положения (калибровка) производится с помощью потенциометров. Калибровка должна быть выполнена каждый раз после включения питания робота.

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ РОБОТА

Для обеспечения легкости программирования имеет две системы координат, в отношении которых он движется: основную систему координат и систему координат инструмента.

Основная система координат состоит из трех перпендикулярных друг к другу осей (X, Y и Z), пересекающихся в плече манипулятора (рис. 6.3).

Основная система координат не движется при перемещении звеньев манипулятора.

Она используется, например, при обучении робота новым точкам. В ручном режиме WORLD нажимая кнопки пульта X, Y и Z ручного управления пользователь может перемещать инструмент прямолинейно по осям. Обучение легко производится, поскольку отдельные степени подвижности не требуют индивидуального управления.

Система координат инструмента также состоит из трех осей, но они пересекаются не в плече, а во фланце кисти. Система координат движется с фланцем по движениям манипулятора. Также система координат инструмента может эффективно использоваться при обучении. С пульта ручного управления выбирается режим TOOL. Нажатием кнопок X, Y и Z пользователь перемещает конец инструмента прямолинейно по осям системы координат инструмента. Ему не надо управлять каждой степенью подвижности отдельно.

(Например, сверление производится вращением инструмента в направлении оси Z) Рис. 6.2. Степени подвижности манипулятора “ПУМА 560” Рис. 6.3. Системы координат манипулятора “ПУМА 560”

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭВМ И ПРОЦЕССОРЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ

ЦЭВМ является главным модулем системы управления. Она вычисляет траекторию манипулятора и обменивается информацией с окружающей средой через комплектующие устройства.

Основные модули ЦЭВМ:

- модуль центрального процессора, длина слова 16 бит;

- модули последовательного интерфейса для связи с комплектующими;

- модули параллельного интерфейса для связи с модулями управления, приводами и модулями ввода/вывода;

- модуль ППЗУ, хранящий системную программу ARPS;

- модуль ОЗУ для записи программ пользователя;

- модуль АЦП для выполнения калибровки.

ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ

На панели управления расположены все переключатели, кнопки и сигнальные лампочки, нужные при эксплуатации робота, а также клавиатура для программировния робота.

ДИСПЛЕЙ

Дисплей вместе с клавиатурой используется для программирования робота.

УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ

Усилители мощности служат для управления приводами манипулятора и содержат электронную схему защиты от перегрузки.

ПЕРВИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Через этот блок осуществляется электропитание стойки управления. Блок питания содержит главный предохранитель, ряд индивидуальных предохранителей, главный контактор, фильтр шума и разъем для нужд техобслуживания.

ИСТОЧНИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Эти блоки генерируют необходимые для работы системы управления градации постоянного тока.

ПУЛЬТ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Пульт ручного управления используется для управления манипулятором путем перемещения либо отдельных сочленений, либо средней точки фланца кисти по координатным системам робота. Он имеет пять режимов работы.

- Управление манипулятором от ЭВМ (COMP).

В этом режиме, полностью управляемом от ЭВМ, кнопки для управления степенями подвижности манипулятора находятся в блокированном состоянии.

- Ручное управление в основной системе координат (WORLD).

- Ручное управление по степеням подвижности (JOINT).

- Ручное управление в системе координат инструмента (TOOL).

- Отключение приводов степеней подвижности (FREE).

Выбранный режим индицируется сигнальной лампочкой.

Для обучения перемещению из точки в точку на пульте ручного управления имеется кнопка “STEP” нажатием которой в ЗУ робота запишется информация о текущем положении манипулятора.

Скорость движения манипулятора регулируется с помощью кнопок “SPEED+”.

Выбранная скорость индицируется светодиодами.

На пульте ручного управления имеется также 12-и значый индикатор “ASCII”, на который выводится информация о выбранном режиме работы и другие сообщения оператору.

НАКОПИТЕЛЬ НА ГИБКОМ МАГНИТНОМ ДИСКЕ (НГМД)

Из ЗУ центральной ЭВМ программу можно записать на гибкий магнитный диск. В НГМД используются диски размером 5.25". Использование магнитных дисков позволяет создать библиотеку программ.

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ ДЛЯ СВЯЗИ С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ

С помощью входных и выходных каналов обеспечивается электрическая связь робота с различными внешними устройствами, например, концевыми и ручными выключателями, сигнальными лампами, вентилями, программируемыми логическими контроллерами, ЭВМ, другими роботами.

Через входные каналы роботу можно дать, например, команду останова, команду перехода в определенный адрес программы и т.д. Также через входной канал роботу можно сообщить о поступлении в его рабочую зону очередного изделия.

Через выходные каналы робот может управлять работой внешних устройств, например, станков, конвейеров и т.д.

УПРАВЛЕНИЕ МАНИПУЛЯТОРОМ

Упрощенная функциональная схема робота приведена на рис. 6.4. При запуске программы в ОЗУ центральный процессор начинает вычислять предусмотренную программой траекторию манипулятора. Значения, вычисленные на основе текущего положения манипулятора, передаются в модули управления приводами. Новые значения вычисляются десятки раз в секунду. Таким образом, принцип управления движением манипулятора состоит в том, что при движении манипулятора от одной запрограммированной точки в другую ему дают несколько “промежуточных целей”.

Для каждой степени подвижности предусмотрены индивидуальный модуль управления приводом и усилитель мощности, которые обеспечивают управление соответствующим звеном манипулятора в соответствии с полученной от центрального процессора информацией. Необходимая для управления обратная связь обеспечивается установленными на двигателях фотоэлектрическими импульсными датчиками. Таким образом, между модулями управления приводом и двигателями манипулятора создаются замкнутые петли управления.

Расчет новых промежуточных значений на модулях управления приводом производится намного быстрее, чем в центральном процессоре, примерно тысяча раз в секунду. Применяемый способ (линейная интерполяция) обеспечивает максимальную плавность движения звеньев манипулятора.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОБОТА

МАНИПУЛЯТОР “ПУМА 560” Статическое усилие в рабочей Скорость движения с максимальным грузом Таблица 6.1. Технические характеристики звеньев манипулятора № звена Диапазон Макс. скорость, Макс. момент, Сигналы обратной свяи Рис. 6.4. Функциональная схема робота ПУМА- УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ “СФЕРА 36”

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ИЗУЧЕНИЕ ПУЛЬТА РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Включить сетевое питание поворотом ключа под лампочкой “Сеть” в положение “1”. Включить питание системы управления нажатием кнопки ”СУ”. Через несколько секунд на дисплее должно появиться сообщение “Zero memory (y, n) or AUTOSTART” Набрать “y” и нажать. Система должна вывести символ “>” свидетельствующий о том, что она загружена и готова принимать команды. Кроме того, загорается красная кнопка “ПРИВОДА”.

Включить привода нажатием зеленой кнопки “ПРИВОДА”. Привода включаются и начинает мигать лампочка на манипуляторе.

Откалибровать манипулятор. Для этого ввести с клавиатуры команду “CAL” и нажать. Об успешном окончании калибровки свидетельствует сообщение “Ok”.

1.2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА “WORLD” Перевести робот в режим “WORLD” нажав соответствующую кнопку на пульте ручного управления. Загоревшийся светодиод справа от кнопки показывает, что пульт переведен в режим “WORLD”. Установить скорость движения манипулятора равную двум делениям светодиодного указателя скорости на пульте ручного управления.

Нажимая попеременно кнопки X, Y, Z убедиться, что схват манипулятора двигается вдоль соответствующих координатных осей системы координат “WORLD”. Нажимая попеременно кнопки RX, RY, RZ убедиться, что схват манипулятора вращается вокруг соответствующих координатных осей системы.

1.3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА “TOOL” Перевести робот в режим “TOOL” нажав соответствующую кнопку на пульте ручного управления. Загоревшийся светодиод справа от кнопки показывает, что пульт переведен в режим “TOOL”. Установить скорость движения манипулятора равную двум делениям светодиодного указателя скорости на пульте ручного управления. Нажимая попеременно кнопки,, убедиться, что схват манипулятора двигается вдоль соответствующих координатных осей системы координат “TOOL”. Нажимая попеременно кнопки,, убедиться, что схват манипулятора вращается вокруг соответствующих координатных осей системы координат “TOOL”.

1.4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА “JOINT” Перевести робот в режим “JOINT” нажав соответствующую кнопку на пульте ручного управления. Загоревшийся светодиод справа от кнопки показывает, что пульт переведен в режим “JOINT”. Установить скорость движения манипулятора равную двум делениям светодиодного указателя скорости на пульте ручного управления. Убедиться, что при нажатии кнопки приходит в движение 1-й сустав, при нажатии кнопки приходит в движение 2-й сустав и т.д.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ КОМАНД МОНИТОРА

2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМАНД УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ

Ввести с клавиатуры команду WHERE - непрерывный вывод на дисплей текущих координат манипулятора. На экране появляется строка состоящая из шести значений текущих координат манипулятора. Перевести пульт ручного управления в режим “JOINT”. При помощи пульта ручного управления изменить конфигурацию манипулятора. Убедиться, что изменение текущих координат непрерывно отражается на экране.

При помощи команды HERE A1 записать в ЗУ координаты текущей точки позиционирования. Перевести схват манипулятора в другую точку используя пульт ручного управления. Записать координаты этой точки в ЗУ командой HERE A2. Записать в ЗУ еще несколько точек Ai.

Ввести с клавиатуры команду.GO A1 - перемещение схвата манипулятора в точку A1. Убедиться, что схват манипулятора переместился в точку A1. Повторить несколько раз команду.GO для ряда точек Ai.

Проделать аналогичную операцию, используя команду.GOS - перемещение схвата манипулятора из точки в точку по прямой линии.

Ввести с клавиатуры команду.GO READY - выход в нулевую точку. Манипулятор должен занять положение “рука вверх”.

Ввести с клавиатуры команду LLIST. На экран выводится список всех введенных ранее точек.

Исследовать команду SPEED n, где n= 1...100 - изменение скорости движения манипулятора. Для этого ввести с клавиатуры SPEED 50 и.GO A1. Затем ввести команды SPEED 100 и.GO A1. Повторить опыт с другими значениями скоростей.

Исследовать команду SPEED % n, где n= 1...100 - величина скорости движения манипулятора в процентах. Для этого ввести с клавиатуры SPEED % 50 и.GO A1. Затем ввести команды SPEED % 50 и.GO A2. Повторить опыт с другими значениями скоростей.

2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМАНД УПРАВЛЕНИЯ КОНФИГУРАЦИЕЙ

МАНИПУЛЯТОРА

Исследовать команду.J2 RIGHT(LEFT) - определение конфигурации движения манипулятора (RIGHT - правая конфигурация, LEFT - левая конфигурация). Ввести с клавиатуры команду.J2 RIGHT, если конфигурация манипулятора левая, или.J2 LEFT, если конфигурация правая. Ввести команду.GO A1 и убедиться, что манипулятор изменил свою конфигурацию. Повторить опыт, используя другие аргументы команд.J2 и.GO.

Исследовать команду.J3 UP(DOWN) - определение конфигурации движения манипулятора (UP- конфигурация “локоть вверх”, DOWN- конфигурация “локоть вниз”).

Ввести с клавиатуры команду.J3 UP, если конфигурация манипулятора “локоть вниз”, или.J3 DOWN, если конфигурация “локоть вверх”. Ввести команду.GO A1 и убедиться, что манипулятор изменил свою конфигурацию. Повторить опыт, используя другие аргументы команд.J3 и.GO.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕДАКТОРА EDIT

Ввести с клавиатуры команду ED - вызов редактора для создания или редактирования (если она уже создана) программы. На дисплее должно появиться приглашение к вводу текста программы: 1.>. Ввести следующий текст:

Для возврата из редактора ввести команду E. Ввести команду PLIST - вывод на дисплей текста программы. Убедиться, что выведенный на дисплей текст программы соответствует тексту, набранному в редакторе EDIT.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НГМД

Вставить дискету в карман дисковода. Ввести с клавиатуры команду FDIRраспечатка на дисплее директории гибкого диска. Директория выводится на дисплей.

Ввести команду STORE - запись на диск программ и точек.

Проконтролировать результат выполнения команды STORE вводом команды FDIR.

Директория гибкого диска должна включать в себя имя прграммы с расширениями.P текст программы и.L - массив точек. Удалить из ОЗУ программу и точки при помощи команд PDEL и LDEL. Убедиться при помощи команды LIST, что программа и точки удалены.

Ввести команду LOAD - загрузка в ОЗУ с гибкого диска программы и массива точек. Убедиться с помощью команды LIST, что программа и точки загружены в ОЗУ.

Ввести команду FDEL - удаление с гибкого диска программы и точек. Убедиться при помощи команды FDIR, что файлы программы и точек удалены с диска.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

Отчет должен содержать кинематическую схему манипулятора робота с обозначенными системами координат WORLD и TOOL; функциональнуюную схему СУ "Сфера-36".

Практическая работа № 7. Методы программирования системы управления роботом “СфераЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение методов программирования системы управления “Сфера-36”.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Система программирования ARPS (Advanced Robot Programming System усовершенствованная система программирования робота) - это система на базе ЭВМ, предназначенная для управления роботом таким образом, что задание вида работы, выполняемой роботом, осуществляется посредством введения программ в ЭВМ.

Возможность программирования, обеспечиваемая системой ARPS, позволяет обучить робот быстро и аккуратно выполнять простые и сложные операции.

Операционная система ARPS постоянно хранится в перепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве (ППЗУ) устройства управления. Она содержит инструкции управления роботом, а также ряд вспомогательных функций, с помощью которых выполняется программирование робота методом обучения, запись данных на гибкий магнитный диск и т.д. Обеспечивается возможность составления новых программ во время работы робота.

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ARPS

Первая задача перед запуском робота - это установить подходящую для данной программы величину скорости перемещения. Установка скорости осуществляется командой SPEED (см. Лаб. раб. № 1). Когда установлено требуемое значение скорости, программа может быть запущена. Если манипулятор перемещается не так, как надо, то нажать кнопку останова на торце пульта ручного управления или кнопку “OFF”.

Питание привода можно также выключить нажимая кнопку “ПИТАНИЕ ПРИВОДА 0” или кнопку аварийного останова. Программа снова запусается командой RUN.

Робот выполнит заданную прграмму до конца перемещаясь через записанные в ЗУ точки и потом остановится. После этого на экране дисплея выводится сообщение:

Та же программа может быть выполнена 5 раз последовательно командой Программа может быть остановлена тремя разными способами.

а). Директивой ABORT. Данная директива разрешает выполнить текущую команду до конца, после чего робот останавливается. Потом на экран выводится номер следующего по порядку шага программы.

б). Нажатие кнопки на торце пульта ручного управления или кнопки “OFF” немедленно остановит выполнение программы.

в). Путем нажатия кнопки “ПИТАНИЕ ПРИВОДА 0” выполнение программы немедленно прекращается.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. ОБУЧЕНИЕ ТОЧКАМ Для того, чтобы блок управления знал, в каком направлении ему необходимо перемещать руку робота во время выполнения программы, точки (инструмента) должны регистрироваться в ЗУ блока управления. Существует два способа определения точек.

1.1. КОМАНДА HERE Текущее положение манипулятора можно регистрировать с помощью команды HERE, используя терминал.

а). Установить манипулятор в требуемое положение с помощью пульта ручного управления в режиме “JOINT”.

б). Зарегистрировать позицию точки A с помощью команды HERE следующим образом:

Переместить манипулятор в другое положение, используя режим “WORLD” а) Нажать кнопку пульта ручного управления.

б) Нажать переключатели 1, 2 или 3.

Обучить точке В используя команду HERE аналогично обучению точке А.

1.2. ОБУЧЕНИЕ В РЕЖИМЕ TEACH Запись точки может выполняться с помощью кнопки ПУР.

а). Ввести с клавиатуры команду LTEACH и после этого название точки. Блок управления переходит при этом в режим “TEACH”.

б). Используя ПУР, переместить манипулятор в требуемое положение и нажать кнопку.

в). Повторить пункт б) 4 раза. Точки записываются автоматически, индекс названия увеличивается на единицу (т.е. X0, X1 и т.д.).

г). Закончить операцию обучения, нажав клавишу.

Любая точка может быть изменена командой д). Изменить точку А с помощью команды CHANGE:

Сhange location :...........

2. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РОБОТА

Инструмент робота может перемещаться в требуемое положение на уровне монитора при помощи команд.GO и.GOS следующим образом:

а) нажать кнопку ПУР б) нажать клавиши ”.” и GO По команде.GOS инструмент движется к заданной позиции по прямолинейной траектории. Повторить пункт б) для остальных точек, записанных в ЗУ.

3. СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ARPS

Простую программу на языке ARPS можно составить, перемещая инструмент в составленные выше точки. Всем программам в ARPS даются названия, например PR1.

Программирование осуществляется в режиме EDIT, который получают набором команды EDIT и названия программы. Выход из режима EDIT осуществляется набором на клавиатуре буквы “E” и нажатием клавиши “RETURN”.

4. ЗАПРОГРАММИРОВАТЬ ТРАЕКТОРИЮ ДВИЖЕНИЯ РОБОТА, заданную преподавателем основываясь на пунктах 1-3. Запустить программу на выполнение после проверки ее преподавателем.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

Отчёт должен содержать задание на траекторное движение (см. п.4) и текст программы реализующей это движение.

5.4 Краткое описание видов самостоятельной работы 5.4.1 Общий перечень видов самостоятельной работы 1 Подготовка к практическимм работам.

2 Оформление отчетов по практическим работам 3 Подготовка к зачёту.

5.5.2 Методические рекомендации по выполнению каждого вида самостоятельной работы 1. Подготовка к практическим работам.

ЦЕЛЬ вида СРС: максимально использовать аудиторное время, отводимое для выполнения практических работ.

ЗАДАНИЕ :повторить теоретический материал по теме работы, ознакомиться с ходом выполнения работы.

РЕКОМЕНДАЦИИ:

Краткие теоретические сведения и ход выполнения практических работ приведены в следующих методических указаниях:

1. Управление роботами и РТС: метод. указания по выполнению лаб. работ для специальности «Робототехнические системы и комплексы» / Иркут. гос. техн.

ун-т; сост. А. В. Савилов. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. – 1 с.

Имеется электронный экземпляр (в Читальном зале электронной информации) Индивидуальное задание для каждой лабораторной работы можно получить у преподавателя или в локальной сети кафедры в ауд. Д-208, Д- 2. Оформление отчетов практических работ ЦЕЛЬ: оформить отчеты практических работ ЗАДАНИЕ: повторить теоретический материал по теме работы, ответить на контрольные вопросы:

1. Приведите возможные области использования промышленного робота МП-9С.

Нарисуйте компоновку оборудования для каждого примера (на схеме укажите основное технологическое оборудование, промышленный робот, стойку управления, транспортно-накопительное оборудование).

2. С помощью чего обеспечивается регулировка скорости позиционирования звеньев манипулятора?

3. Нарисуйте принципиальные схемы, обеспечивающие плавное позиционирование промышленного робота.

4. Объясните назначение герконовых реле, укажите места их расположения на промышленном роботе.

5. Объяснить принцип позиционирования в цикловых роботах.

6. Назвать виды программоносителей и методы записи программ в цикловых системах управления.

7. Объяснить функциональное назначение следующих команд в системе ЭЦПУ-6030:

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМАНДА, ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ, ПРОПУСК, ПЕРЕХОД,

ОСТАНОВ, КОНЕЦ ПРОГРАММЫ.

8. Объяснить функциональные возможности системы ЭЦПУ-6030 в режимах: РУЧНОЙ, КОМАНДА, ЦИКЛ, АВТОМАТ.

9. Что такое работа по путевому принципу? Что такое работа по временному принципу?

10. Объяснить функциональное назначение обратной связи в цикловых системах управления.

11. В каких технологических процессах допускается применение цикловых роботов?

12. Объяснить принцип работы блока управления, программоносителя, пульта управления, счетчика кадров, дешифратора выборки кадров, схемы пуска-останова, схемы перехода, узла согласования.

13. Объяснить назначение разъемов, расположенных на задней панели.

14. Пояснить принцип действия схемы отработки технологических команд.

15. Пояснить принцип действия схемы отработки команд опроса датчиков.

16. Пояснить схему отработки команд ОСТАНОВ и КОНЕЦ ПРОГРАММЫ.

17. Указать все степени подвижности манипулятора робота "Электроника НЦТМ-01".

18. Какими приводами и датчиками оснащён робот "Электроника НЦТМ-01"?

19. Указать назначение модулей входящих в состав СУ робота (см. рис. 4.2).

20. Где находиться системное программное обеспечение СУ и какие функции оно выполняет?

21. Где находиться прикладное программное обеспечение СУ и какие функции оно выполняет?

22. Каким образом осуществляется програмный доступ к приводам, датчикам и ТО?

23. Объяснить работу управляющей программы из п.2.1.

24. По каким звеньям робота "Электроника НЦТМ-01" может быть организовано позиционное управление?

25. Какие датчики положения используются для измерения расстояния пройденного звеньями?

26. Какая связь между количеством импульсов, полученным от датчика положения и пройденным расстоянием?

27. Объяснить принцип организации позиционного управления роботом "Электроника НЦТМ-01" по одной координате.

28. Объяснить принцип организации позиционного управления роботом "Электроника НЦТМ-01" по двум координатам одновременно.

29. Зачем в роботе "ПУМА-560" используются две системы координат?

30. Что представляет из себя метод "промежуточных целей"?

31. При помощи каких команд изменяется конфигурация манипулятора?

32. При помощи каких команд производится работа с НГМД?

33. Каким образом осуществляется ввод точек в ОЗУ СУ в системе ARPS?

34. Что такое режим обучения?

35. Как можно изменить координаты точки, ранее введённой ОЗУ СУ?

36. Для чего служат цифровые сигналы ввода-вывода робота?

37. Объяснить принцип работы программ исследованных в лабораторной работе.

Отчет по лабораторной работе должен содержать цель, краткое описание хода работы, программы, блок-схемы алгоритмов согласно индивидуальному заданию.

Оформление отчета должно быть выполнено в соответствии с СТО ИрГТУ 027- СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА. «Учебно-методическая деятельность. Общие требования к организации и проведению лабораторных работ».

Защита лабораторных работ проводится в устной форме. В процессе защиты студент должен показать знание теории, ответить на контрольные вопросы и вопросы, связанные с ходом выполнения работы.

Кроме этого, можно использовать учебную и дополнительную литературу из п. 3. Подготовка к экзамену.

РЕКОМЕНДАЦИИ: В качестве средства для оценки уровня подготовки по дисциплине можно использовать систему опроса. Примерные вопросы приведены в п. 7.

5.5.3 Описание курсового проекта (курсовой работы) Не предусмотрено учебным планом.

6 Применяемые образовательные технологии При реализации данной программы применяются инновационные технологии обучения, активные и интерактивные формы проведения занятий, указанные в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Применяемые образовательные технологии Компьютерная презентация Лекция 7 Методы и технологии контроля уровня подготовки по дисциплине 7.3 Виды контрольных мероприятий, применяемых контрольноизмерительных технологий и средств.

В качестве средств для оценки уровня и качества подготовки по дисциплине можно использовать систему опроса по контрольным вопросам.

7.4 Критерии оценки уровня освоения учебной программы (рейтинг).

Критерием оценки уровня освоения учебной программы в восьмом семестре служит факт выполнения практических работ в соответствии с графиком учебного процесса.

7.5 Контрольно-измерительные материалы и другие оценочные средства для итоговой аттестации по дисциплине.

1. Особенности создания и история развития ГАП.

2. Состав, структура и классификация ГАП.

3. Типовые компоновки ГАП.

4. Общая характеристика основных элементов ГАП.

5. Основные этапы проектирования ГАП 6. Особенности анализа производства с целью создания ГАП.

7. Выбор основного технологического оборудования ГАП.

8. Критерии выбора манипуляционного оборудования.

9. Назначения и общая характеристика автоматизированных транспортно-накопительных систем.

10.Принципы устройства и работы автооператоров для смены инструмента.

11.Инструментальные магазины.

12.Типовые конструкции автоматизированных систем инструментального обеспечения.

13.Назначение и разновидности систем автоматического контроля.

14.Критерии выбора и общая характеристика технологических средств автоматического контроля.

15.Принцип устройства работы координатно-измерительных машин.

16.Основные компоновки КИМ 17.Программное обеспечение КИМ 18.Назначение и общая характеристика автоматизированных систем управления ГАП.

19.Типовые структурно-функциональные схемы автоматизированных систем управления 20.Общие сведения о системах автоматизированного проектирования ГАП.

21.Общая характеристика ГПС механообработки.

22.Типовые компоновки и примеры ГПС механообработки деталей типа тел вращения.

23.Типовые компоновки и примеры ГПС механообработки корпусных деталей.

24.Общие сведения о шлифовальных, зубообрабатывающих, протяжных и электрофизикохимических ГПМ.

25.Особенности создания ГПС кузнечно-штамповочного производства.

26.Типовые компоновки ГПМ кузнечно-штамповочного производства.

27.Общая характеристика и примеры ГПС литейного производства.

28.Особенности создания сборочных ГПС.

29.Интегрированные ГПС.

30.Основные тенденции и перспективы развития ГПС.

8 Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины 8.3 Основная учебная литература 1 Схиртладзе А.Г. и др. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: В 2-х т.: Т.1. – М.: Славянская школа, 2002. – 276 с.

2 Робототехнические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении: Альбом схем и чертежей. Учеб. пособие / Под ред. Ю.М.

Соломенцева – М.: Машиностроение, 1989. – 192 с.

3 Ковальчук Е.Р. и др. Основы автоматизации машиностроительного производства:

Учебник для вузов / Под ред. Ю.Н. Соломенцева. – М.: Высшая школа, 1999. – 312 с.

4 Бараниукова И.М. и др. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения: Учебник для машиностроительных специальностей вузов / Под ред.

Ю.М. Соломенцева. – М.: Высшая школа, 1999. – 416 с.

5 Компьютерные технологии в науке, технике и производстве: Учеб. Пособие/ Под общ.

ред. А.И.Промптова. Иркутск, Изд-во ИрГТУ.-2000.-396 с.

8.4 Дополнительная учебная и справочная литература.

1 Лин Вэн. PDP-11 и VAX-11. Архитектура ЭВМ и программирование на языке ассемблера. /Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1989.- 315 с.

2 Управление роботами и РТС. Методичес-кие указания по выполнению лаборатор-ных работ. Составители А.С.Беломестных, А.В.Савилов. - Иркутск, 2003.

3 Митрофанов С.П. и др. Гибкие технологические системы холодной штамповки. – Л.:

Машиностроение, 1987. – 287 с.

4 Б.Г. Коровин, Г.И.Прокофьев, Л.Н.Рассудов «Системы программного управления ПР и РТК».- 1990.

8.5. Электронные образовательные ресурсы:

8.5.1. Ресурсы ИрГТУ, доступные в библиотеке университета или в локальной 1. Аппаратные и программные средства систем управления : метод. указания по выполнению лаб. работ для направления "Технология, оборудование и автоматизация машиностроит. пр-ва" / Иркут. гос. техн. ун-т; сост. А. В. Савилов. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2. Автоматизация технологических процессов и производств : метод. указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 210200 «Автоматизация технол. процессов и пр-в» / Иркут. гос. техн. ун-т; сост. Н. К. Кузнецов. – Иркутск:

Изд-во ИрГТУ, 2008. – 58 c/ 8.5.2. Ресурсы сети Интернет 1. http://www.fanuc.com/ 2. http://www.kuka.com 9. Рекомендуемые специализированные программные средства Программное обеспечение автоматизированного контроля деталей на КИМ Calipso 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины Научно-исследовательская лаборатория «Технологий высокопроизводительной механообработки, формообразования и упрочнения деталей машин» в которой находится следующее оборудование:

Промышленный робот МП-9С – 2 шт;

Промышленный робот «Электроника НЦТМ-01»;

Промышленные роботы РМ-01 – 2 шт;

РТК механообработки на базе фрезерного обрабатывающего центра DMU80P DuoBlock и промышленного робота FANUC 710iC50T;

РТК механообработки на базе промышленного робота KUKA KR210.

КИМ Zeiss Contura G2 Activ Программа составлена в соответствии с ФГОС 151900 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств»

Программу составил: