Оборудование заводов по переработке пластмасс

. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Действия промышленного робота первого поколения при вы­полнении им любой технологической операции определяются жесткой программой, реализуемой с помощью системы управ­ления роботом. При этом все движения манипулятора могут быть согласованы во времени или в координатах зоны обслу­живания с работой внешних технологических устройств..

В состав управляющих систем входят устройства ввода и вывода программ, блоки памяти, преобразователи электриче­ских сигналов, поступающих от датчиков, вычислительное уст­ройство, устройства дистанционного управления приводами,, а также источники, питания, усилители, коммутирующие устрой­ства, блоки защиты и другие вспомогательные элементы, приме­няемые в автоматике. Все устройства системы управления раз­мещают внутри пульта, который обычно называют стойкой уп­равления.

Элементной базой систем управления служат как аналого­вые, так и цифровые устройства. Аналоговые системы дешевле, проще по конструкции, но уступают цифровым в точности от­работки программ и обладают меньшей помехоустойчивостью. Многие роботы оснащены управляющими микропроцессорами.

По характеру движения манипуляторов все управляющие ими системы вне зависимости от их структуры, элементной ба­зы и степени совершенства можно разделить на контурные и позиционные.

Контурные системы управления заставляют схват манипуля­тора плавно двигаться по заданной траектории со скоростью, значение которой является функцией текущих координат схва - та. Роботы с таким управлением используются на операциях окраски, пескоструйной обработки, сварки и формования изде­лий из стеклопластиков или полиуретанов методом напыления.

Позиционные системы управления предназначены для реа­лизации прерывистого движения манипулятора с остановкой схвата в заданных точках обслуживаемого пространства. Ко­личество таких точек у современных роботов достигает 200.

Разновидностью позиционных систем являются цикловые системы управления, применяемые в роботах с небольшим ко­личеством точек позиционирования. Цикловые (или позицион - но-цикловые) роботы чаще всего имеют простейшее устройство памяти в виде барабана с гнездами для штырей. При враще­нии барабана штыри периодически замыкают контакты ште­керной панели и управляют работой исполнительных реле, включенных в цепи управления приводами манипулятора. Пере­мещения элементов руки ограничиваются здесь жесткими пере­налаживаемыми упорами, на которые устанавливают контакт­ные или бесконтактные концевые выключатели.

Создание рабочих программ для роботов с позиционными и контурными системами управления осуществляется двумя прин­ципиально различными методами: ручным обучением или авто­матическим программированием.

При ручном обучении контурного робота оператор переме­щает схват манипулятора или технологический инструмент по заданной траектории. Приводы манипулятора в это время от­ключены, а датчики всех степеней подвижности выдают непре­рывно (или дискретно, но с частотой не менее 10 Гц) изменя­ющиеся сигналы, которые фиксируются запоминающим устрой­ством в реальном масштабе времени.

Обучение робота с позиционной системой управления осу­ществляется с помощью выносного пульта. Перемещая мани­пулятор на уменьшенной скорости, останавливая схват в задан­ных точках рабочей зоны и имитируя участие робота в техно­логическом процессе, оператор периодически (во время каждой - остановки) записывает в память робота информацию о прост­ранственной ориентации всех звеньев его руки. При воспроиз­ведении программы схват будет перемещаться от одной пози­ции к другой по кратчайшему пути независимо от траектории,, по которой он перемещался при обучении.

При обучении робота методом автоматического программи­рования задача оператора сводится к укрупненному формиро­ванию программы и предварительной выдаче ЭВМ данных, не­обходимых для расчета программы. Положение схвата во всех. позициях задается тремя декартовыми координатами рабочей точки и тремя независимыми переменными, характеризующи­ми ориентацию схвата, например эйлеровыми углами. Алго­ритмы решения задач по расчету промежуточных траекторий, характеристических координат руки в настоящее время доста­точно хорошо разработаны и аппаратурно реализуются в виде - специализированных управляющих устройств отдельных приво­дов. Для автоматического программирования робота разрабо­таны специальные алгоритмические языки. Процедуры подго­товки программ с использованием ЭВМ в данном случае стро­ятся на тех же принципах, что и процедуры подготовки про­грамм для машин с ЧПУ.

Эксплуатация робота в комплексе с каким-либо оборудова­нием связана с необходимостью обеспечения их синхронной ра­боты. Это достигается, с одной стороны, согласованием во вре­мени всех движений автоматизированного технологического-- комплекса, а с другой стороны, логикой построения програм­мы робота, который обменивается с оборудованием командами: на включение или выключение определенных технологических устройств, а также на прерывание или продолжение движения манипулятора. Эти команды можно разделить на две группы:, команды на включение ранее отключенных управляющих уст­ройств внешнего оборудования, с подачей которых автоматиче­ски прерывается воспроизведение роботом заданной программы до прихода в его систему управления ответных сигналов, подт­верждающих исполнение поданных команд; команды на вклю­чение ранее отключенных технологических устройств, подача которых не прерывает воспроизведения программы.

Число команд, необходимых для связи робота с оборудова­нием, определяется требованиями технологического процесса и изменяется обычно в интервале от 2 до 20. При этом ведущая роль в комплексе совместно работающих машин всегда отво­дится роботу.

Технологическое оборудование, как правило, не приспособ­лено для стыковки с роботом без соответствующей модерниза­ции. Необходимая модернизация включает в себя вывод на внешнее распределительное устройство цепей включения и от­ключения оборудования, установку дополнительных датчиков для контроля положения его подвижных рабочих органов, ме - химизацию и автоматизацию операции, которые ранее выполня­лись вручную.

В составе робототехнических комплексов применяются раз­нообразные контактные или бесконтактные датчики, к числу которых относятся оптические, акустические, лазерные и ульт­развуковые дальномеры.

Отлаженная программа функционирования робота, входя­щего в технологический комплекс, выводится из его оператив­ной памяти на внешний программоноситель: бумажную перфо­ленту, магнитную ленту или магнитный диск.