79631 P1080244

5. Sterowanie robotów przemysłowych

we, regulację PID oraz funkcje sterowania silnikiem krokowym, odbywa się _2a pomocą stanowisk programowania. Wcześniej były to tzw. programatory waliz. kowe, a obecnie laptopy.

Języki programowania zorientowane na realizację sterowań logicznych zawierają zestaw instrukcji umożliwiających zamianę na program zadania po-stawionego w formie schematu zestykowego lub schematu narysowanego z użyciem symboli funktorów logicznych. Różnice są związane z zakresem funkcji dodatkowych realizowanych przez sterownik. Systemy wyposażone w proste programatory wymagają tworzenia programu w postaci mnemonicznych rozkazów opisujących schemat zestykowy bądź logiczny. Programatory z monitorami ekranowymi umożliwiają bezpośrednie tworzenie schematu. Niezależnie od stopnia rozbudowy programatora, zbiór podstawowych zadań jest podobny i zawiera: pracę on-line w połączeniu programator-sterownik-obiekt, automatyczną zmianę adresów przy dopisywaniu i wybieraniu rozkazów z programu, bateryjne podtrzymywanie zawartości pamięci RAM, wyszukiwaniu rozkazów na podstawie związanych z rozkazem argumentów, sygnalizację stanu wybranych argumentów przy pracy on-line, przepisywanie programu na docelowy nośnik (EPROM, EEROM, FLASH). Możliwości dodatkowe, typu wymuszanie stanów wejść/wyjść, blokowanie fragmentów programu, krokowe uruchamianie programu, mają duże znaczenie podczas testowania programu. Wydruki programu, listy adresowej, schematów zestykowych, sieci logicznych zwalniają od ręcznego wykonywania dokumentacji.

Nie tylko możliwość programowej realizacji układu sterowania decyduje o ciągłym wzroście zastosowania układów PLC. Konstruktorzy tych układów zwrócili szczególną uwagę na to, aby oprócz prostoty ich stosowania przez projektantów przyzwyczajonych do konwencjonalnych układów sterowania, wykorzystać możliwości dodatkowe, wynikające z komputerowej struktury. Niektóre układy mają możliwość bezpośredniej współpracy z innymi urządzeniami systemu poprzez układy wzajemnych połączeń, co w przypadku zastosowania ich w robotyce ma bardzo istotne znaczenie. Możliwe jest też hierarchiczne łączenie sterownika z komputerem nadrzędnym. Stwarza to możliwość wykorzystania sterownika PLC jako najniższego ogniwa w łańcuchu sterowania, zapewniającego powiązanie pracy robota z komputerowym sterowaniem wyższego poziomu, omówionym w następnym podrozdziale.

5.5. Układy sterowania numerycznego komputerowego

Jak już wcześniej wspomniano, najnowocześniejszymi numerycznymi systemami sterowania robotów są układy sterowania o strukturze komputerowej - CSC (ang. Computer numerical controt). Do budowy sterowań CNC wykorzystano 134 układy mikroprocesorowe. Są to układy otwarte na nowe funkcje sterowania*

które mogą być realizowane przez odpowiednie oprogramowanie systemowe (software).

5.5.1. Architektura systemu mikroprocesorowego

Na rysunku 5.6 pokazano strukturę funkcjonalną układu sterowania numerycznego na przykładzie sterowania dwóch serwonapędowych osi robota. Podstawowe elementy takiej struktury można spotkać we współczesnych układach sterowania mikroprocesorowego.

W lewej części rysunku są ujęte możliwe sposoby wprowadzania programu pracy robota. Podstawowym sposobem tworzenia i wprowadzania programu podczas programowania metodą nauczania (on-line) jest korzystanie ze sterownika ręcznego — programatora. Za pomocą przycisków można wykonywać przemieszczenia w wybranych osiach i programować przebieg działania robota. Program opracowany metodą off-line można wprowadzać przez nośniki, takie jak płyta CD, DVD, pamięć flash lub w zintegrowanych systemach wytwarzania przez sieci Ethernet lub ProfiBus z nadrzędnego komputera typu DNC (ang. direct numerical control).

Program zapisany w postaci pliku tekstowego jest przechowywany na dysku twardym sterownika lub w pamięci flash. Może być również zapisany w komputerze zewnętrznym i przesłany do układu sterowania. Po odczytaniu programu informacje są przekazywane do dekodera, a po zdekodowaniu, dzielone na dwie grupy: geometryczne i czynnościowe.

Dane geometryczne zawierające informacje dotyczące tom mchu efektora są przekazywane do procesora generowania przemieszczeń, zwanego interpolatorem, którego działanie omówiono w p. 5.1.3.

Informacje o czynnościach służą do realizacji funkcji, takich jak zamknięcie i otwarcie chwytaka, natomiast polecenia dla urządzeń współpracujących są przetwarzane w układzie dopasowująco-sterującym (którym jest sterownik PLC) i w formie sygnałów sterujących są przekazywane w odpowiednim czasie do układów wykonawczych.

Przykładową architekturę mikroprocesorowego układu sterowania CNC robotów przemysłowych przedstawiono na rys. 5.7.

Mikroprocesorowe sterowanie robotów ma następujące zalety:

-    łatwe i szybkie wprowadzanie, poprawianie, wymienianie i przechowywanie programów pracy robota,

-    to samo oprogramowanie może być stosowane do różnych układów sterowania,

-    dla tego samego układu sterowania można zrealizować różne warianty sterowań CNC za pomocą różnych programów (np. różne roboty mogą mieć ten sam układ sterowania, a realizować mogą różne warianty strategii sterowania),

-    istnieje wiele możliwości wprowadzania i wyprowadzania danych.