Основы мехатроники

Рис. 2. Схема манипуляционных движений манипулятора

Специфика рассматриваемого примера заключается в том, что важно точно задавать положение рабочего органа лишь в начальной и конечной точках. При этом для каждой координаты должна быть предусмотрена точная остановка только в двух точках (для механизма поворота) или в трех точках (для механизма подъема и выдвижения руки). В простейшем случае при использовании пневмопривода, фиксирование положений осуществляется упорами, в которые упираются подвижные части при остановках. При необходимости задавать различные положения точек, упоры должны быть переставляемыми. В этих случаях управление сводится к заданию последовательности команд. Каждая команда указывает на то, какой из приводов и в какую сторону должен задавать перемещение. При этом каждая последующая команда может быть дана или по сигналу выполнения предыдущей, или после заданной выдержки по времени, или по разрешающему сигналу от другого оборудования.

Каждое этапное движение по программе может выполняться по упорам, но может быть и датчик, который выдает сигнал, когда выходное звено привода в крайнем положении. Может быть, два датчика для крайних положений, например, рука втянута и рука вытянута. На этапе поворота по часовой стрелке с захваченной заготовкой: движение поворота должно выполняться при условиях, когда от датчиков поступят сигналы: 1) что рука втянута; 2) механизм подъема в верхнем положении; 3) схват включен.
Команда поворота по часовой стрелке должна выдаваться при наличии одновременно трех определенных датчиков. Одновременное наличие нескольких сигналов – регистрационная схема совпадения или логический элемент «И». Применяются гибкие шнуры с наконечниками. Подобные УУ называются логическими. Их элементная база бывает разная. Они могут использовать электронные контурные устройства, электронные коммуникаторы, электромагнитные реле и интегрированную микросхему. Но большинство современных устройств циклической программы управления поставлены на программные логические контролеры ПЛК.
В этом случае можно усложнить задачу. Предположим, что робот–перекладчик должен переносить детали из штампа (позиция А) не в одну, а в разные точки, например, раскладывая их в разные гнезда приемочного поддона. Последовательность движений переноса остается в целом той же самой, однако при каждом переносе требуется приходить в другую точку. Поэтому полный цикл является сложным и заканчивается после заполнения последнего гнезда. При этом, естественно, исключается позиционирование по упорам. Запоминание положения точек и обеспечение остановки в этих точках становится функцией устройства программного управления. Движения и действия во время работы робота задаются управляющей программой, которая вводится в устройство управления. Программа представляет собой совокупность команд. Команды в одних случаях выполняются всегда в одной и той же последовательности, в этих случаях говорят о жесткой программе.
Программа записывается на машинном языке подобно тому, как это делается при программировании для ЭВМ. Однако для циклового управления языки выбираются очень простыми. Обычно программа строится по кадрам, причем каждый кадр соответствует этапу. Содержание кадра записывается следующим образом: номер кадра, проверка наличия сигнала с датчика, при наличии этих сигналов задается команда на выполнение движения с тем же номером, для контроля выводится на дисплей любой кадр по своему номеру.
Преимущества программируемых контроллеров известны. Практически отсутствуют ограничения по числу команд и по числу этапов. Программы можно хранить на любых носителях. Такие способы программирования не являются единственными, когда в основу управляющего устройства вложена микро–ЭВМ. Программирование уже выполняется на универсальном языке.
Точки (упоры) остановки подвижной части привода задаются на самом манипуляторе.
При использовании пневмопривода такие остановки осуществляют по упорам. Чтобы исключить жесткие удары с упорами, устанавливаются демпферы. Жесткие упоры могут переустанавливаться для других типов приводов, например, для электромеханического привода. При подходе к задней точке двигатель привода отключается. Для этого применяют путевые переключатели.
Часто используют обычные электроконтактные микровыключатели. Электроконтактный микропереключатель устанавливается неподвижно и срабатывает от кулачка, который закреплен на подвижной части привода. Если на разных этапах цикла требуется остановить подвижную часть привода в разных положениях, то устанавливается несколько кулачков при одном переключателе. Для точности остановки в конечном положении перед остановкой привод переходит на уменьшенную скорость, а при выключении останавливается.