Краткое описание электронного циклового программного устройства эцпу-6030

Устройство ЭЦПУ-6030 [1,2] предназначено для управления манипуляторами, имеющими модули подвижности с позиционированием по упорам и соответствующим технологическим оборудованием. Конструктивно устройство выполнено в виде настольного пульта. Основные технические характеристики устройства приведены в табл. 1.

Таблица 1

Тип системы управления	Цикловая
Число степеней подвижности манипулятора	До 6
Число степеней подвижности, управляемых по путевому принципу
Число степеней подвижности, управляемых по путевому и временному признакам
Число точек позиционирования на управляемом звене
Число технологических команд
Число блокировок	До 4
Число программируемых выдержек времени	I
Диапазон регулирования программируемой выдержки времени	От 0 до 0.7 с.
Число кадров программы	До 30
Число выходов управления степенью подвижности манипулятора

Устройство управления обеспечивает цифровую индикацию номера кадра программы. Элементной базой являются интегральные микросхемы серии К-155 в сочетании с дискретными элементами.

На рисунке показаны основной функциональный состав устройства ЭЦПУ-6030 и характерные связи между блоками. Оно построено по принципу синхронного программного автомата с жестким циклом управления и состоит из следующих основных блоков:

блока управления - предназначен для обработки информации по заданной программе и выдачи управляющих воздействий на манипулятор и технологическое оборудование;

блока управления - обеспечивает задание режимов работы устройства, выполнения операций вкл. и выкл. питания, запуска в работу, а также ручное управление звеньями манипулятора;

программоносителя - предназначен для набора и хранения требуемой программы работы робота;

блока усилителей - обеспечивает выдачу управляющих команд на электропневмораспределители манипулятора, и технологическое оборудование;

блока питания - обеспечивает питание электронного оборудо­вания, датчиков манипулятора и технологического оборудования.

Блок управления формирует команды управления исполнитель­ными органами манипулятора и технологическим оборудованием на основании информации, поступающей с программоносителя, сигна­лов от датчиков положения звеньев манипулятора и состояния управляющих органов на пульте управления.

Пульт управления предназначен для оперативного управления устройством и отображения состояния робота.

С пульта, управления можно задать один из следующих режи­мов работы устройства: РУЧНОЙ, КОМАНДА, ЦИКЛ, АВТОМАТ.

В режиме РУЧНОЙ команды на манипулятор задаются с пульта управления и поступают на блок усилителей и далее на манипуля­тор для управления его подвижными органами. Контроль положения исполнительных органов манипулятора осуществляется с помощью табло индикации состояния звеньев манипулятора.

В режиме КОМАНДА устройство обеспечивает отработку одного кадра программы, набранной на программоносителе. После отра­ботки команд, заданных в кадре, происходит остановка устройства.

В режиме ЦИКЛ устройство обеспечивает однократную отработку всех кадров программы.

В режиме АВТОМАТ устройство обеспечивает многократную отработку рабочего цикла робота.

С датчиков манипулятора

Пульт управления

Блок управления

Блок выходных усилителей

На манипулятор

На технологическое оборудование

С датчиков технологического оборудования

+ 5 В

Блок питания

Програм-моноситель

+ 6 В

-24 В

+24 В

Структурная схема устройства ЭЦПУ – 6030

При нажатии кнопки режима РУЧНОЙ на звено манипулятора выдается команда, мнемоническое изображение которой нанесено на табло над кнопкой, табло при этом загорается.

Кнопка ПУСК функционирует только в режимах АВТОМАТ, ЦИКЛ и КОМАНДА. При нажатии на эту кнопку устройство начинает рабо­тать по программе, одновременно загорается табло РАБОТА.

Кнопка СТОП служит для останова работающего по программе устройства. При нажатии на эту кнопку табло РАБОТА гаснет (питание устройства не включается).

Кнопка СБРОС СЧК (счетчика кадров) используется для предва­рительной установки счетчика кадров в начальное состояние.

Кнопка + I СЧК используется для изменения состояния СЧК.

Кнопка СЕТЬ предназначена для включения питания.

При работе робота по программе на табло индикации высвечива­ется текущий номер исполняемого кадра.

В верхней части устройства расположена красная кнопка аварийного выключения устройства.

ПРОГРАММОНОСШЕЛЬ выполнен в виде двух наборных полей из многопозиционных переключателей и размещен в верхней части уст­ройства в специальной нише, закрываемой крышкой. Каждый кадр программы может содержать одну или две команды, набираемые на верхнем и нижнем полях программоносителя.

Программа составляется по циклограмме работы робота, которая разбивается по шагам. Максимальное число шагов рабочего цикла (а соответственно и программы) - 30. Программоноситель, на котором набирается программа, выполнен в виде двух наборных полей многопозиционных переключателей по 30 шт. в каждом поле (число шагов программы).

Система команд устройства ЭЦПУ-6030 приведена в табл. 2.

Таблица 2

Номер команды	Название команды	Код кадра
Верхнее поле	Нижнее поле
1	Движение исполнительного устройства вперед		*
	Движение исполнительного устройства назад		*
	Поворот вправо		*
	Поворот влево		*
	Подъем вверх	*
	Движение вниз	*
7	Захватное устройство закрыто	*
8	Захватное устройство открыто	*
	Технологическая команда I
	То же, 2
	, 3
	,4
	,5
	,6
	Выдержка времени	*
	Пропуск
	Переход
	Останов
	Конец программы

Наличие верхнего и нижнего полей программоносителя позво­ляет исполнять одну или две команды. Если в кадре при программи­ровании соответствующая команда набирается на верхнем поле про­граммоносителя, а на нижнем поле вместо знака * устанавли­вается цифра 0, то данный кадр состоит из одной команды. Кадр также состоит из одной команды, если на верхнем поле вместо знака * устанавливается цифра 0.

Кадр совместной отработки формируется из двух команд, на­бираемых в одном шаге на верхнем и нижнем полях. Переход к следующему шагу происходит только после отработки, команд управления звеньями манипулятора, набранных на программоносителе.

Технологическая команда - команда управления технологическим оборудованием. В кадре программы может быть набрана только одна технологическая программа.

Команда ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ служит для введения задержки между шагами программы. В этом случае в коде команды вместо знака * набирается цифра 0. С помощью команды ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ может быть реализован и режим совместной отработки команд, в котором одна команда начинает отрабатываться спустя заданное время (в зависимости от того, сколько раз был набран код 09) после начала другой.

Команда ПРОПУСК служит для организации пропуска одного кадра программы при исполнении внешнего условия. В случае, если не приходит сигнал с датчика, установленного на внешнем оборудовании, устройство переходит к выполнению кадра, записан­ного на (I+1)-м шаге (на i-м шаге - ПРОПУСК). Если внешнее условие выполняется, т.е. присутствует сигнал 24 В, то пропуск кадра не происходит.

Команда ПЕРЕХОД служит для организации условного перехода к фиксированному шагу с произвольного места программы. Условный переход выполняется при отсутствии на входе устройства - 24 В; если сигнал - 24 В присутствует, то переход не выполняется и устройство переходит к исполнению шага, следующего за командой ПЕРЕХОД.

Команда ОСТАНОВ служит для остановки устройства, работающе­го по программе.

Команда КОНЕЦ ПРОГРАММЫ служит для зацикливания программы работы робота. При выполнении этой команды счетчик кадров сбрасывается в исходное нулевое состояние, после чего исполне­ние набранной программы повторяется.

В режиме ЦИКЛ, кроме того, при выполнении команды КОНЕЦ ПРОГРАММЫ производится останов устройства.

Для набора режимов работы следует составить программу, при­мер которой приводится в табл. 3.

Отладка, программы производится последовательно в режимах КОМАНДА, ЦИКЛ и АВТОМАТ на включенном устройстве. Перед началом отладки необходимо звенья манипуляторов вывести в исходное по­ложение в режиме ручной.

Таблица 3

Номер шага	Код кадра	Наименование команд в кадре
		Вперед. Подъем
		Открытие захватного устройства

В режиме КОМАНДА, устанавливая счетчик в нулевое положение кнопкой СБРОС СЧК и нажимая последовательно на кнопку ПУСК, отработать всю программу. Затем программу проверить в режимах ЦИКЛ и АВТОМАТ.

Эксплуатация устройства

При включении питания звенья манипулятора автоматически приходят в положение, которое соответствует изображению в нижнем ряду табло индикации состояния звеньев манипулятора. Чтобы избежать нежелательных перемещений звеньев при включе­нии питания, звенья манипулятора перед включением сети необхо­димо вручную вывести в исходное положение согласно табло индика­ции состояния звеньев.

Устройство вводится в рабочее состояние в следующем порядке:

нажатием кнопки СЕТЬ включить питание;

установить режим работы РУЧНОЙ и с помощью кнопок ручного управления звеньями манипулятора вывести в исходное положение;

установить режим работы АВТОМАТ;

нажать кнопку СБРОС СЧК;

нажать кнопку ПУСК. При этом робот начнет функционировать по программе;

перед остановкой устройства установить режим работы ЦИКЛ.

Робот дорабатывает последний цикл и останавливается, манипулятор приходит в исходное состояние;

выключить питание устройства нажатием кнопки аварийного выклю­чения питания.

Задание на работу

1. Изучить функциональную схему, принцип действия и конструктивные особенности системы управления.

2. Визуально освоить систему управления ЭЦПУ-6030. Осмотреть пульт управления. Точно знать функциональные назна­чение каждой клавиши и изображения табло пульта управления.

3. Внешне осмотреть робот МЛ-9С. Усвоить направления перемещения звеньев манипулятора (передвигая их вручную).

Отчитаться перед преподавателем в знаниях функционального назначения управляющих органов - пульта управления системы ЭЦПУ-6030.

В соответствии с разделом "Эксплуатация устройства ЭЦПУ-6030 практически освоить все режимы работы системы управления.

В режиме РУЧНОЙ произвести отработку всех команд управ­ления роботом.

4. Составить алгоритм функционирования робота, как это показано в табл. 3. Число должно быть не менее 7 и не более 15. Записать в каждом шаге код кадра соответствующий словесному описанию алгоритма. Программа должна быть оформлена в виде таблицы аналогично табл. 3).

Набрать программу на программоносителе. Отладку программы произвести последовательно в режимах КОМАНДА, ЦИКЛ, АВТОМАТ.

Продемонстрировать преподавателю функционирование робота по составленной программе. По указанию преподавателя, восполь­зовавшись командами 15, 16, 17, 18, (одной или несколькими) из табл. 2, усложнить программу. Модифицированную программу отладить и вновь продемонстрировать преподавателю.

Отчет о работе

Отчет должен содержать:

1) задание;

2) алгоритм программы;

3) результаты отладки программы работы робота,

4) особенности работы системы управления в различных режимах;

5) результаты работы программы с дополнительными командами;

6) выводы.

Пункт 2 отчета должен содержать таблицу (аналогичную табл.3), в которой приводятся словесное описание алгоритма движения робо­та и программа в виде кодов кадров, краткое обоснование состав­ления алгоритма, т.е. сопоставления алгоритма некоторой техноло­гической операции, где возможна аналогичная последовательность, движений робота.

Пункт 3 должен содержать сведения о ходе программирования и об отладке программы робота; перечень ошибок при программировании и отладке, их внешнее проявление, причины, номер шага программы, способ устранения ошибок программирования.

Пункт 4 отчета должен содержать сведения о различных режи­мах системы управления ЭЦПУ - 6030: привести сравнительную оценку функциональных возможностей различных режимов и использования их при программировании и отладке.

Пункт 5 отчета должен включать описание дополнительных изме­нений в ранее составленной программе работы робота. В нем следу­ет показать, как эти изменения повлияли на программирование, отлад­ку; описать, какие возможности представляют внесенные команды при выполнении каких-либо технологических операций.

В выводах отмечается соответствие работы робота программе, указываются достоинства и недостатки цикловых систем управления роботами.

5. Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип позиционирования в цикловых работах.

2. Изобразить графически укрупненную схему цикловых систем управления и указать функциональное назначение блоков.

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

4. Объяснить функциональное назначение следующих команд в системе ЭЦПУ-6030: ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМАНДА, ВВДЕРЖКА ВРЕМЕНИ, ПРОПУСК, ПЕРЕХОД, ОСТАНОВ, КОНЕЦ ПРОГРАММЫ.

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

6. Что такое работа по путевому принципу?

7. Что такое работа по временному принципу?

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

9. В каких технологических процессах допускается применение цикловых роботов?

Библиографический список

1. Робототехника и гибкие автоматизированные производства: В 9-ти кн. Кн. 9. Лабораторный практикум по робототехнике: Учеб. пособие для втузов/ Б. З. Рахманкулов, В. П. Лещинский, С. В. Манько и др.; Под ред. И. И. Макарова. – М.: Высш. школа, 1986 г. - 176 с.

2. Управляющие системы промышленных роботов/Е. И. Андрианов, Л. Я. Глейзер, М. Б. Игнатьев и др. - М.: Машиностроение, 1984 - 231с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ИЗУЧЕНИЕ ПОЗИЦИОННОЙСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УПМ-772

ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ТУР-10

Цель работы

Цель работы – изучение позиционной системы управления промышленного робота (ПР) и получение практических навыков в составлении и отладке программы работы устройства.

1. Теоретические сведения

Технические характеристики

Позиционные системы управления ПР предназначены для получения достаточно большого(по сравнению с цикловыми системами управления) числа точек позиционирования в рабочем пространстве манипулятора, без контроля движения между ними (в отличии от контурных систем управления). Позиционные системы используются для управления следящими электрическими, электрогидравлическими и пневматическими приводами замкнутого типа.

При проведении настоящей лабораторной работы используется ПР ТУР-10 с управлением от унифицированного устройства позиционного числового программного управления УПМ-772. Кинематическая схема ПР ТУР-10 приведена на рис. 1.

Рис. 1. Кинематическая схема ПР ТУР-10

Технологический универсальный робот ТУР-10 является шарнирно-сочлененным электромеханическим роботом с приводами, расположенными на основании, работающем в угловой системе координат. Он предназначен для автоматизации основных технологических операций, таких как сборка, точечная сварка, окраска и т. д., а так же для выполнения вспомогательных операций при обслуживании различного технологического оборудования. Основные технические характеристики ПР ТУР-10 приведены в табл. 1.

Таблица 1

Число степеней подвижности, шт.
Грузоподъемность, кг.
Точность позиционирования, мм.	(-0,2) – (+0,2)
Тип управляющего устройства	позиционное
Масса манипулятора, кг.