HPIM0808

5. Sterowanie robotów piwnystowych

Roboty z układami o stałym programie (tzw. pick and place, czy|j i połóż) wykonują czynności według programu określonego samą konstruL. układu sterującego. Stałe programy można wymienić stosownie do wyj^ ^ użytkownika robota przemysłowego. Wykonywanie czynności robota We^h zaprogramowanej kolejności zapewnia się przez dokonanie zapisu na odpowi nim nośniku informacji. Poprzednio używanymi nośnikami informacji były ny programowe z kołkami, tablice wtykowe, pamięci półprzewodnikowe, b<4, i taśmy magnetyczne.

Najnowocześniejszymi numerycznymi systemami sterowania robotami układy o strukturze komputerowej. Rozwój technologii scalonych monolityc^j układów półprzewodnikowych doprowadził we wczesnych latach siedemdzie siątych ubiegłego wieku do powstania standardowych bloków cyfrowych, min mikroprocesorów, pamięci półprzewodnikowych, a także innych elementów umożliwiających zestawienie kompletnego mikrokomputera. Algorytmy funkcjonowania tych zespołów zależą nie tylko od ich konstrukcji i sposobu połączenia z systemem, ale również od ustaleń dokonanych programowo.

W dalszej części podręcznika omówiono tylko wybrane zagadnienia struktury układów najnowszych generacji, a szczegóły dotyczące starszych rozwiązań może Czytelnik znaleźć w literaturze [61. 66. 67].

5.3. Układy sterowania teleoperatorów

Układy sterowania teleoperatorów, gdzie człowiek stanowi jeden z elementów procesu sterowania, ze względu na sposób realizacji zamierzeń operatora można sklasyfikować na:

—    przyciskowe,

—    kopiujące zadawaną pozycją,

—    kopiujące zadawaną pozycję z siłowym sprzężeniem zwrotnym.

—    bioelektryczne.

Sterowanie przyciskowe jest zbliżone do programowania dyskretnego robotów, gdzie wykorzystuje się sterownik ręczny z przyciskami do uruchamiania silników wykonawczych, w celu mechanicznego prowadzenia elektora przez szereg punktów w przestrzeni. W sterowaniu przyciskowym teleoperatorów mchy organu roboczego są śledzone przez człowieka, a korekcji tego ruchu dokonuje się stosownie do istniejącej sytuacji. Wadą jest konieczność skupienia uw agi na operowaniu właściwymi przyciskami, co sprzyja znużeniu operatora.

Dużo łatwiejsze w obsłudze jest sterowanie kopiujące zadawaną pozycję. Urządzeniem sterującym (zwanym także fantomem) jest kinematycznie podobny układ ramion, jaki ma teleoperator (kopia organu roboczego w pewnej podziałce) lub w nowszych rozwiązaniach - joystick. Operator, obserwując

124

awczej, „kształtuje" ramiona urządze-

uluje joystickiem (sterowanie joystic-

M^c

dnakże dla operatora trudniejsze i nic zapewnia dużej dokładności), kępnie kopiowane przez układ wykonawczy telcoperatora. Liczba

si je

m j^c

hy tc są nas

° "biednieli ruchów elementów urządzenia sterującego jest równa liczbie ru-

elementów organu roboczego manipulatora, a prędkość każdego z ruchów lementów urządzenia sterującego jest wartością prędkości jednego napędu ro-tioc/cgo organu wykonawczego ręki. Bez dodatkowych urządzeń można tu sto-• iwać mnemoniczność sterowania manipulatorem, przy czym wektor prędkości _cfcktora jest proporcjonalny do wektora odchylenia od położenia zerowego urządzenia sterowanego ręcznie. Prędkość ruchu przemieszczanych części, ściśle /wiązanych z ruchem ręki. jest więc proporcjonalna do ruchu elementów urządzenia sterującego. W len sposób jest możliwe bardzo precyzyjne sterowanie niakroruchów obiektu za pomocą mikroprzemieszczeń elementów urządzenia sterującego. Fizyczne obciążenie operatora jest bardzo małe.

Sterowanie kopiujące zadawaną pozycję z siłowym sprzężeniem zwrotnym jest znacznym udoskonaleniem. Informacja zwrotna o silach i momentach w układzie wykonawczym, powstających jako reakcje od wykonywanej pracy, jest przekształcana na wyczuwane przez operatora siły na elementach sterownika. Ważną zaletą takiego sposobu sterowania jest reagowanie na gwałtowny wzrost obciążenia, uderzenie, błąd podczas sterowania — co zabezpiecza jednostkę kinematyczną teleoperatora przed złamaniem lub zgięciem.

Układy sterowania, w których do sterowania będą użyte prądy bioelektryczne człowieka wykonującego ruchy, są w stadium opracowań teoretycznych i laboratoryjnych.

5.4. Programowalne sterowniki logiczne PLC

Programowalne sterowniki logiczne PLC" (ang. programmahle logie controller) są przeznaczone głównie tło sterowania dwupołożeniowych urządzeń wykonawczych, których stan jest opisany przez funkcje logiczne zmiennych procesowych, sygnalizowanych przez łączniki drogowe. Struktura sterowników PLC umożliwia połączenie ich / systemem sterowania stanowiska pracy, a programowal-ność-łatwe przystosowańie do każdego nowego zadania - rys. 5.6 [38].

Sterowanie takie w zastopowaniu do robolów oraz obrabiarek, maszyn i urządzeń technologicznych zapewnia właściwy przebieg ruchów i czy nności, odpowiadający sterowaniu odcinkowemu lub punktowemu - przez włączanie i wyłączanie działania elementów wykonawczych. Układy tc. sterując w łączaniem i wyłączaniem poszczególnych członów w ykonaw czych, rozw iązują odpowiednie równania logiczne wprowadzone do ich pamięci za pomocą programu.

Dzięki rozwojowi układów mikroelektroniki są one konkurencyjne cenowo i niezawodne, a dzięki uzależnieniu działania od wprowadzonego programu i dzięki modułowej budowie są wygodne do aplikacn. diagnozo w anta i do ewentualnych mody fi k acj i.

1