Проектирование промышленного робота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новосибирский архитектурно строительный университет (сибистрин)

Контрольная работа

Проектирование промышленного робота

Выполнил:Тюгаев Р.А.

Студент 464гр.

Проверил: Суворов Д.Г

Новосибирск - 2014 г

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТАКТОГРАММА

2. ФОРМУЛА ВКЛЮЧЕНИЯ

3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Развитие автоматизации взаимосвязано с развитием робототизации. Внедрение промышленных роботов приводит к более рациональному использованию трудовых ресурсов и социальному эффекту (улучшению условий и характера труда, снижению травматизма).

Роботы - принципиально новый класс машин-автоматов, обладающий многофункциональностью действий и универсальностью выполняемых операций, способный в процессе работы воспроизводить или имитировать двигательные и определённые интеллектуальные функции человека.

Манипуляторы - механические устройства, выполняющие движения, аналогичные функциям руки человека при перемещении объектов в пространстве, и оснащённые исполнительным механизмом в виде схвата.

Под рабочее пространством понимается пространство, в котором функционирует робот при выполнении всех операций рабочего процесса; определяется в большей степени устройством передвижения.

Рабочая зона есть пространство, в котором может находиться рабочий орган робота при его функционировании с одной стоянки и представляет собой фигуру, описываемую схватом при достижении предельно достижимых положений.

Зона обслуживания - пространство, в котором схват выполняет свои функции в соответствии с назначением в технологическом комплексе.

Система управления включает исполнительный процессор, преобразующий входные сигналы б1… бn от датчиков ,фиксирующих физические параметры-геометрические ,механические и д.р., сигналы b1…..bn с от системы очувствления, имеющие датчики внешней информации ДВИ, в выходные сигналы Z1…..Z6 .

Сигналы Z1…..Z6 на приводную систему робота и обеспечивают дополнение заданной программы его рабочего процесса. Существует два режима работы робота: обучающий и технологический. Первый режим робота (программирование и перепрограммирование) выполняется тремя способами : программы с использованием терминала(дисплей, цифропечатающее , графическое устройство, пульт и.т.д.); с применением переносного пульта ручной манипуляции; наведением непосредственно задающей рукоятки (ЗР), которая представляет собой кинематическую модель робота.

1. ТАКТОГРАММА

Тактом называется промежуток времени, в течении которого не меняется состояние (наличие и отсутствие движения) ни одного из исполнительных органов механизма. Исполнительные органы при управлении по пути могут работать последовательно и параллельно. При параллельно-последовательной работе есть такты движения, когда одновременно движутся несколько исполнительных органов.

Для проектирования примем следующую тактограмму перемещений исполнительных органов, представленную в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

По тактограмме в первом такте с помощью механизма М1 х12выполняется движение «втягивание» подвижной части манипулятора механизма М1 из положения х11 в х12.. Во втором такте начинается движение механизма М2, с помощью которого манипулятор поворачивается в горизонтальной плоскости из положения х21 в х22. В третьем такте с помощью механизма М3изменяется угол наклона манипулятора из исходного положения х31 в х32.

Продолжительность каждого такта движения на тактограмме изображается условно равными отрезками. Прямым ходом движения будем считать, выполняемое сигналом от положения х11 в положение х12. Обратным ходом движения будем считать, выполняемое сигналом от положения х12 в положение х11.

Так как имеем два одинаковых веса состояния в 1 и 5 тактах, необходимо применить последовательный автомат с памятью, способный изменять внутреннее состояние автомата. Такты, в начале которых включается или выключается память, разбиваются на два логических такта. Проверка реализуемости тактограммы приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

Как видно из таблицы 1.2, совпадающих суммарных весов нет, следовательно, такты включения и выключения памяти выбраны правильно, и программа может быть реализована последовательным двухтактным автоматом. Составим таблицу 1.3 состояний автомата. Для каждой операции - такта в таблице указывается набор значений сигналов хij (структурное входное состояние) [1].

Таблица 1.3

2. ФОРМУЛА ВКЛЮЧЕНИЯ

Формула активных сигналов 2.1:

где Dm - активный сигнал m-ого такта, определяемая по формуле 2.1; хkj - входной сигнал k-го механизма в j-ом положении; - выходной сигнал k-го механизма в i-ом положении.

Функция включения определяется по формуле 2.2:

где fm - функция включения m-ого такта, определяемая по формуле 2.2; Dm - конъюнкция активных сигналов m-ого такта, определяемая по формуле 2.1; Lm - конъюнкция остальных сигналов.

Для элементов памяти. Память включается в такте 4а и отключается в такте 6а.

, исключая

-окончательная функция включения.

, исключая ,

- окончательная функция выключения.

Для объектов управления механизма М1. Механизм М1 включается в 1 такте и совершает прямой ход, включается в 3 такте и совершает обратный ход. робот тактограмма сигнал включение

исключая ;

исключая .

Для объекта управления механизма М2. Механизм М2 включается в 2 такте и совершает прямой ход, включается в 4б такте и совершает обратный ход.

, исключая ;

.

, исключая ,

.

Для объекта управления механизма М3. Механизм М3 включается в 5 такте и совершает прямой ход, включается в 6б такте и совершает обратный ход.

, исключая ,

.

, исключая ,

.

Полученные формулы включения, будем именовать исходными, достаточными для построения логической части управляющего автомата. Формулы можно упростить, исключив из них переменные, которые не являются необходимыми. Часть сигналов в этих наборах лишние, пассивные. Для их устранения составим таблицу рабочих и запрещённых состояний и методом перебора вариантов сигналов, содержащих активную переменную Di, находим упрощённую формулу включения. При этом активная переменная должна обязательно входить в упрощённую формулу.

Для составления рабочих и запрещённых состояний из таблицы включений (таблица 2.1) выберем запрещённые состояния - такие такты, в которых появление набора сигналов рабочего состояния - для данного механизма исключено. Безразличные состояния для отдельных тактов, где рабочие наборы сигналов могут отсутствовать или появляться, в таблице 2.1 показаны пунктиром. В таблице 2.2 представлены рабочие наборы сигналов, наборы запрещённых состояний и включающие наборы, по которым представляется функция включения. При рабочем состоянии для исходной функции имеем ; ; . Сравниваем этот набор с запрещённым набором сигналов для состояния 1, 2, 3 и 6б. Формула включения памяти примет вид . В случае наличия большого числа запрещённых наборов формула включения или выключения для отдельных механизмов не может быть минимизирована. [1]

Таблица 2.1.

3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Программу-алгоритм можно представить в форме ориентированного графа включения, представленного на рисунке 3.1. Вершины графа помечены наборами неинверсных выходных сигналов и номерами логических тактов, дуги - упрощёнными формулами включения узлов объекта управления.

Граф оптимизирован по булевым функциям включения и позволяет выполнить программу-алгоритм с наименьшим количеством задействованных логических элементов в системе управления манипулятором

Рисунок 3.1 Ориентированный граф включения

Для переналадки и программирования АСУ манипулятором построим структурно-функциональную схему управления, представленную на рисунке 3.2. В основу построения положим пневмокинетическую схему манипулятора с узлами управления и алгоритм функционирования системы управления. Алгоритм управления реализуется группой элементов, именуемой управляющим устройством (автоматом) и элементами памяти. Граф определяет структуру управляющего устройства. Она должна включать четыре элемента логического умножения «и», изображёнными прямоугольниками с тремя линиями, к двум из которых проводятся сигналы первого и второго множителей, по третьему отводится сигнал произведения. Кроме того в системе управления должен быть установлен элемент памяти с линиями для сигналов входов и выходов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Суворов Д. Г. Роботизированные технологические линии. Роботы. Методические указания./ Д.Г. Суворов. - Новосибирск: НГАСУ. 2000.

Размещено на Allbest.ru