STEROWANIE ROBOTÓW

PRZEMYSŁOWYCH

5.1. Zadania układów sterowania

1.

Reagowanie na działalno

ść

operatora

2.

Sterowanie w osiach dyskretnych

3.

Sterowanie w osiach pozycjonowanych płynnie

4.

Sterowanie wej

ść

i wyj

ść

technologicznych

5.

Ustalanie kolejno

ś

ci dalszego działania

Metody programowania robotów przemysłowych

Off-line

(poza stanowiskiem pracy robota)

Programowanie za pomocą tekstowych

języków programowania

Programowanie

ciągłe

Programowanie

dyskretne

Programowanie

przez nauczanie

Programowanie

ręczne

On-line

(na stanowisku pracy robota)

Rys. 5.1. Klasyfikacja metod programowania robotów przemysłowych

Rys. 5.2. Regulacja poło

ż

enia w zadaniu

przestawiania: 1 - z przeregulowaniem, 2 - bez

przeregulowania, ,

∆∆∆∆

x

z

- skok zadanej warto

ś

ci

poło

ż

enia, x(t) - zmiany poło

ż

enia, t

r1

, t

r2

- czasy

regulacji,

εεεε

s

- odchyłka statyczna regulacji

poło

ż

enia

Rys. 5.3. Regulacja poło

ż

enia w przypadku

nad

ąż

ania:

x

z

(t) – poło

ż

enie zadane, x

i

(t) –

poło

ż

enie istniej

ą

ce,

εεεε

(t) - odchyłka regulacji

1

2

a

′

b

′

a

′′

c

b

′′

d

e

g

1,2

2,1

Oś 1

Oś 2

f

Rys 5.4. Przestrze

ń

robocza robota kartezja

ń

skiego o dwóch osiach

i dwóch zaprogramowanych punktach na ka

ż

dej z osi

5.2. Klasyfikacja
układów sterowania

Sterowanie w osiach

dyskretnych

Pozycjonowanie w osiach

serwonapędowych

Koordynacja pracy

serwonapędów

Sprawdzanie stanu wejść

technologicznych

Sterowanie wyjściami

technologicznymi

Możliwości rozgałęzień

programu pracy

Obsługa ręczna

Programowanie ręczne

Programowanie PTP

Programowanie CP

Układy sterowania robotów

Układy sterowania robotów

Sterowanie

sekwencyjne

Sterowanie

teleoperatorów

Sterowanie

numeryczne

Zadania

Sterowanie

Zadania

Sterowanie

Obsługa

Programowani

e

Obsługa

Programowanie

Hard`-

warowe

Przekaźni

kowe

PLC

Mikropro-

cesorowe

5.3. Układy sterowania teleoperatorów

Układy sterowania teleoperatorów, w których człowiek stanowi jeden z

elementów procesu sterowania, ze wzgl

ę

du na sposób realizacji

zamierze

ń

operatora mo

ż

na sklasyfikowa

ć

na:

−

przyciskowe,

−

kopiuj

ą

ce zadawan

ą

pozycj

ę

,

−

kopiuj

ą

ce zadawan

ą

pozycj

ę

z siłowym sprz

ęż

eniem zwrotnym,

−

bioelektryczne

.

5.4. Programowalne sterowniki logiczne PLC

Moduł sterowania

silnikami

skokowymi

Moduł wejść

cyfrowych

Moduł wyjść

cyfrowych

Moduł wejść

analogowych

stało-

prądowych

Moduł wyjść

analogowych stało-

prądowych

Moduł wejść

analogowych

zmienno-

prądowych

Moduł wyjść
analogowych

zmienno-

prądowych

Komputer

centralny

Układ sterowania

numerycznego

Inne PLC

Silniki

skokowe

Interfejs

komunikacyjny

Pamięć

programu

Programator

PLC

Interfejs

programatora

Procesor

logiczny

Magistrala systemowa

Instrukcje Krok

CD

=

~

CD

=

~

Rys. 5.6. Struktura sterownika PLC

Norma dopuszcza i formalizuje pi

ęć

sposobów opisu programu:

−

lista instrukcji (ang. IL - Instruction List),

−

tekst strukturalny (ang. ST - Structured Text),

−

schemat zestykowy (ang. LD - Ladder Diagram),

−

funkcjonalny schemat blokowy (ang. FBD - Fuction Block Diagram),

−

schemat sekwencji funkcji (ang. SFC - Sequntial Function Chart).

K1

M2

M3

K2

K5

K3

K4

K7

K9

K8

K6

Paleta 1

Paleta 2

Przedmiot

Chwytak

1

1

2

3

4

5

6

Pozycja

bazowa

M1

Rys. 5.7. Schemat działania robota bramowego liniowego

K1

M2

M3

K2

K5

K3

K4

K7

K9

K8

K6

Paleta 1

Paleta 2

Przedmiot

Chwytak

1

1

2

3

4

5

6

Pozycja

bazowa

M1

Oznaczenie

urz

ą

dzenia

Oznaczenie

styków

Funkcja

S1

S11, S12

Stycznik wł

ą

czaj

ą

cy silnik M1 do przesuwu w prawo

S2

S21, S22

Stycznik wł

ą

czaj

ą

cy silnik M1 do przesuwu w lewo

S3

S31, S32

Stycznik wł

ą

czaj

ą

cy silnik M2 do opuszczenia chwytaka

S4

S41, S42

Stycznik wł

ą

czaj

ą

cy silnik M2 do podniesienia chwytaka

S5

S51

Stycznik wł

ą

czaj

ą

cy silnik M3 do zamkni

ę

cia chwytaka

S6

S61

Stycznik wł

ą

czaj

ą

cy silnik M3 do otwarcia chwytaka

K1

K11, K12

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy poło

ż

enie wózka w pozycji lewo

K2

K21, K22

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy poło

ż

enie wózka w pozycji prawo

K3

K31, K32

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy poło

ż

enie kolumny w pozycji dół nad palet

ą

nr 1

K4

K41, K42

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy poło

ż

enie kolumny w pozycji dół nad palet

ą

nr 2

K5

K51, K52

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy poło

ż

enie kolumny w pozycji na górze

K6

K61

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cego obecno

ść

przedmiotu na palecie nr 1

K7

K71

Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy obecno

ść

przedmiotu na palecie nr 2

K8

K81, K82, K83 Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy stan chwytaka (otwarty)

K9

K91, K92, K93 Ł

ą

cznik okre

ś

laj

ą

cy stan chwytaka (zamkni

ę

ty)

S31

K11 K61 K81 K51

K21 K91 K71 K51

K31 K41 S42

K31

S61 K92

K32 K92

12

11

10

K52 S32

K21 K83

S21

K11 K93

S11

S41

S4

K52 S32

S22 K22

S1

K42

S51 K82

S6

S12 K12

S2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

S3

S5

Linie (1, 2, 3)

Je

ż

eli (K11 i K61 i K81 i K51 lub

S31 lub K21 i K91 i nie K71 i nie

K51) i nie K31 i nie K41 i nie S42 to

S3

Linia (4)

Je

ż

eli K31 i nie S61 i nie K92 to S5

Linie (5, 6, 7)

Je

ż

eli (K32 i K92 lub S41 lub K52 i

S32) i nie K52 i nie S32 to S4

Linie (8, 9)

Je

ż

eli (K11 i K93) lub S11) i nie S22

i nie K22 to S1

Linia (10)

Je

ż

eli K42 i nie S51 i nie K82 to S6

Linie (11 i 12)

Je

ż

eli (S21 lub K21 i K83) i nie S12 i

nie K12 to S2

S11

S12

S21

S22

S31

S32

S41

S42

S51

S61

K11

K12

K21

K22

K31

K32

K41

K42

K51

K52

K61

K71

K81

K82

K83

K91

K92

K93

S1

S2

S3

S4

S5

S6

P RO CE S O R

PAM IĘ Ć PRO G RAM U

Instrukcje

I01

I02

I03

I04

I05

I06

I07

I08

I09

I10

I11

I12

I13

I14

I15

I16

I17

I18

I19

I20

I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

In n

O01

O02

O03

O04

O05

O06

O07

O08

O09

O10

O11

O12

O13

O14

O15

O16

O17

O18

O19

O20

O21

O22

O23

O24

O25

O26

O27

O28

On n

I

wej

ś

cie (Input),

O

wyj

ś

cie (Output).

oraz symbole operacji logicznych:

·

działanie typu i,

+

działanie typu lub,

/

negacja,

( )

nawiasy,

=

wykonanie.

Je

ż

eli (K11 i K61 i K81 i K51 lub S31

lub K21 i K91 i nie K71 i nie K51) i

nie K31 i nie K41 i nie S42 to S3

Je

ż

eli K31 i nie S61 i nie K92 to S5

Je

ż

eli (K32 i K92 lub S41 lub K52 i

S32) i nie K52 i nie S32 to S4

Je

ż

eli (K11 i K93) lub S11) i nie S22 i

nie K22 to S1

Je

ż

eli K42 i nie S51 i nie K82 to S6

Je

ż

eli (S21 lub K21 i K83) i nie S12 i nie

K12 to S2

(I11·I21·I23·I19+I05)+(I13·I26·/I22·/I19)·/I

15·/I17·I08 = O03

I15·/I10·/I27 = O05

(I16·I27+I07+I20·I06)·/I20·/I06 = O04

(I11·I28+I01)·/I04·/I14 = O01

I18·/I09·/I24 = O06

(I03+I13·I25)·/I02·/I12 = O02

5.5. Układy sterowania
numerycznego komputerowego

Interfejs komunikacji

z innym komputerami

lub układami

sterowania

5

Sterowniki

serwonapędów

13

Sterowniki

napędów z silnikami

skokowymi

14

Procesor PLC

6

Pamięć

RAM + EPROM

2

Pakiet kontroli

3

Procesor centralny

1

Procesor sterowania

ruchami w osiach

pozycjonowanych

płynnie (Interpolator)

12

Sterownik ręczny

(Panel programatora)

8

Interfejs programatora

7

Sterownik pamięci

dyskowych

4

C

e

n

t

r

a

l

n
a

m

a
g

i

s

t

r

a

l

a

s

y

s

t

e

m

o

w

a

Pakiety wejść i wyjść

dwustanowych

9

Pakiety wejść i wyjść

analogowych

- 10V

+ 10V

10

Pakiety wejść i wyjść

cyfrowych

11

Rys. 5.10. Architektura

wielomikroprocesorowych układów

sterowania robotów przemysłowych

5.6. Programowanie robotów przez nauczanie

5.7. Programowanie robotów off-line

5.8. Symulatory robotów przemysłowych

5.9. Sterowanie autonomicznych robotów mobilnych