Учебный робот манипулятор 1

[Olevgen]

Исполнитель: Осипенко Любовь группа 741 об
Руководитель: Русинов Владислав Леонидович

Датчики технологической информации в учебном роботе «УР-4».

Учебный робот «УР-4» предназначен для практического изучения и построения систем автоматизации на базе робота-манипулятора.  Робот «УР-4»  помещен на металлическую платформу с координатной сеткой с нанесенной на ней системой координат. Рабочее пространство робота оснащено различными датчиками, в том числе и датчиками технологической информации различных типов.

                 

Схема платформы

             

Внешний вид робота

На платформе №1 закреплен оптический датчик OV А43А-31N-150-LZ

Внешний вид оптического датчика

Логика работы такова, что когда свет попадает в датчик беспрепятственно,  он будет активирован. А когда этот свет прерывается барьером (человек, заготовка, деталь станка) - датчик деактивируется.
OV A43A-31N-150-LZ - диффузный оптический датчик (с отражением от объекта). Служит для бесконтактного определения наличия или отсутствия объекта в контролируемом пространстве. Излучатель и приемник смонтированы в одном корпусе. Луч света (инфракрасный) из излучателя отражается от объекта и попадает в приемник. Датчик срабатывает при появлении объекта в контролируемой зоне. Электронный ключ датчика формирует выходной сигнал (NPN Замыкающий), а на корпусе датчика загорается сигнализирующий светодиод. Дальность действия датчика 150 мм (зависит от отражательных свойств объекта). Напряжение питания 10-30 В. Максимальный рабочий ток 250 мА. Допустимая освещенность рабочей среды 6000 Люкс. Диапазон рабочих температур -15°С...+65°С. Частота срабатывания 300Гц.
Подключение: кабель 3х0,34 кв. мм

Схема подключения

На платформе №2 закреплен индуктивный датчик ISN FS4A-31N-12-L

Внешний вид индуктивного датчика

Индуктивный бесконтактный датчик - это датчик, имеющий корпус цилиндрической формы и реагирующий  на появление металлического предмета в зоне его действия. Работа индуктивного датчика основана на взаимодействии магнитного поля катушки, расположенной внутри датчика, и металла, из которого состоит объект. ISN FS4A-32P-12-L при появлении объекта воздействия в чувствительной зоне коммутирует электрическую цепь исполнительного устройства. При появлении в чувствительной зоне датчика (сенсора) объекта воздействия из любого металла происходит подавление электромагнитного поля, амплитуда колебаний генератора уменьшается, срабатывает пороговое устройство (триггер) и электронный ключ датчика переключается. Расстояние срабатывания 0-12 мм. Напряжение питания 10-30 В. Рабочий ток 250 мА. Диапазон рабочих температур -10…+60 °С. Частота срабатывания 300Гц.
Подключение: кабель 3х0,34 кв. мм

Схема подключения

На платформе №3 закреплен емкостный датчик CSN E5A5-31N-10-LZ

Внешний вид емкостного датчика

Датчик CSN E5A5-31N-10-LZ  имеет чувствительную поверхность, образованную двумя электродами конденсатора, включенного в цепь обратной связи высокочастотного генератора. Приближение объекта воздействия из металла или диэлектрика к чувствительной поверхности увеличивает емкость между электродами конденсатора и вызывает увеличение амплитуды колебаний генератора. При достижении амплитудой генератора порогового значения, схемой управления формируется выходной сигнал электронного ключа датчика, который используется для коммутации электрических цепей и сигнализации. Напряжение питания 10-30 В. Максимальный рабочий ток 400 мА. Диапазон рабочих температур -25…+75 °С. Частота срабатывания 300Гц.
Подключение: кабель 3х0,34 кв. мм

Схема подключения

Выводы трех датчиков припаяны к штепселю типа DB-9M на 9 контактов и подключаются к разъему XD1 на моноблоке «Программируемый контроллер OMRON CP1L». В лабораторном стенде «САУ-Робот» установлен программируемый логический контроллер CP1L-M30DT-D компании OMRON. Данный контроллер позволяет решать большой спектр задач в сфере промышленной автоматизации, в том числе задач с необходимостью точного позиционирования исполнительных механизмов.
На тыльной стороне расположены три разъема и кнопка питания.

Схема подключения датчиков к разъему XD1

Тыльная сторона моноблока ПЛК OMRON

Электрическая схема моноблока ПЛК OMRON

Разъем XD1 (DB-9M) для подключения датчиков технологической
информации. В схеме они подключены к общему выходу COM и дискретным входам контроллера (1) Фирма OMRON поставляет собственный пакет программного обеспечения CX-One для работы с контроллерами OMRON (2) . Разъем XD2 (DB-15F) для соединения с блоком управления робота. Разъем 220B (СНП) для подключения к электрической сети.

Библиографический список:
1 OMRON, Модуль ЦПУ CP1L. Руководство по эксплуатации. 2010. - 829 с.
2 OMRON, Программируемые контроллеры. Руководство по программированию. 2003. - 407 с.

[ran]

Я хотел подправить Ваши рисунки, но не смог: ссылки, которые приведены, не являются ссылками на рисунки, это - ссылки на страницы из Yandex Disk. То есть, это не ссылки на файлы. А здесь требуются ссылки на файлы. Попробуйте https://radikal.ru/ или что-то подобное.

[ran]

Спасибо! Очень оперативно.

[RVL]

С принципом действия датчиков технологической информации (ДТИ) разобрались. Попробуйте составить словесный алгоритм использования этих датчиков в составе системы управления УР-4, на базе OMRON. Документацию могу предоставить.

[ran]

И, главное, ответьте на вопрос: чем эта позорная Omron-овская демонтированная система управления была хуже современной Alibaba-евской, которая сейчас там стоит, но ничего не делает?

[Михаил]

Плюсы системы на PIC
Разработанная система на МК из семейства PIC поддерживает три режима управления: ручной, автоматический и покоординатный. Также имеет возможность управления всеми осями робота.
Минусы системы на OMRON
Система управления на OMRON не может одновременно управлять более чем двумя осями из-за ограниченного количества импульсных выходов, в автоматическом режиме имеет возможность управления одной осью при управлении программой контроллера.

[ran]

Вообще мне нравится, что на вопросу к одному докладчику отвечает другой. Это чрезвычайно интересно и демонстрирует устойчивость системы.

[RVL]

Ещё скажите, многосвязной системы! :-)

[Olevgen]

Плюсы системы на PIC
Разработанная система на МК из семейства PIC поддерживает три режима управления: ручной, автоматический и покоординатный. Также имеет возможность управления всеми осями робота.
Минусы системы на OMRON
Система управления на OMRON не может одновременно управлять более чем двумя осями из-за ограниченного количества импульсных выходов, в автоматическом режиме имеет возможность управления одной осью при управлении программой контроллера.

Спасибо за ваш комментарий.

[Olevgen]

С принципом действия датчиков технологической информации (ДТИ) разобрались. Попробуйте составить словесный алгоритм использования этих датчиков в составе системы управления УР-4, на базе OMRON. Документацию могу предоставить.
[/quotе]
Спасибо за вопрос и представленную информацию. Буду разбираться.

[ran]

Ещё скажите, многосвязной системы! :-)

Да я уже говорил, тут почти все в этом году - одна большая банда.

[RVL]

Уточняю. Необходимо разобраться с управляющей программой "Складирование объектов", которая использует ДТИ (стр. 40 руководство к УР-4). Так как теперь новая система управления, то нужно составить под неё новый алгоритм работы "Складирование объектов", и новую схему использования ДТИ.

[Olevgen]

Алгоритм программы "Складирование объектов", которая использует ДТИ в составе системы управления УР-4.

При переключении тумблера Start в верхнее положение происходит вызов функционального блока РТР (РТР1).

ФБ PTP  - функциональный блок выполняющий перемещение от точки к точке.Блок принимает конечную и начальную (текущею) координату по каждой из осей. Далее ФБ вычисляет разницу для каждой оси и в соответствии с установленным порядком движения выставляет необходимые управляющие сигналы. После завершения работы блока, достигнутые координаты сохраняются в программных переменных, указанных в параметрах выхода.

Функциональный блок начинает работу при срабатывании оптического датчика, который индицирует наличие объектов на первой площадке. Результатом работы данного блока является перемещение робота к площадке №1. Роботу в этом случае требуется опуститься по вертикали (Y), другие координаты остаются неизменными. Запуск функционального блока осуществляется сигналом наличия заготовки на первой площадке (OpticSensor_1Place), то есть проверяется наличие сигнала от оптического датчика при нахождении объекта на первой площадке. Вызывается функциональный блок  LOCK. Этот блок осуществляет зажим лопаток привода схвата, тем самым обеспечивая надежный захват объекта роботом.

Затем робот перемещается в положение над второй площадкой уже с использованием блока PTP2. Находясь над второй площадкой для опускания объекта достаточно изменить координату Y(переменная «Higth_pyramid», зависящая от числа объектов стоящих на стойке №2).За это отвечает ФБ PTP 3. Далее запускается ФБ UNLOCK что приводит к высвобождению объекта. Он в целом схож с блоком LOCK, как по переменным, так и по алгоритму его работы, за исключением управляющих данных. Управляющие данные (переменная MASK, значение которой присваивается битам 101 канала) выбирают двигатель схвата, но имеют разный бит направления движения.

После этого робот должен возвратиться в нулевое положение, при этом не задеть выставленные объекты, возврат осуществляется с подъёма стрелы(сравнения переменой XYZ_train с установленным значением 3, сначала робот переместится по Y, затем по Z, и в конце по X). За это отвечает ФБ PTP 4. Робот готов к выполнению нового цикла программы, для этого достаточно поместить новый объект на первую площадку, предварительно освободив вторую.

Результатом выполнения полного цикла программы являются три объекта,установленные один на другой на площадке №2.

[ran]

Поразительно! Мне кажется, автора доклада нужно сразу брать в штат СКБ. Владислав Леонидович, надо как-то это сделать, тем более, что мое мнение основано не только на этом докладе.
Я сейчас, как попугай, повторяю нашим студентам одну и ту же мысль: думайте хотя бы этажем выше. А они смеются и не понимают. Вместо того, чтобы понять, что они объявляют переменные в программе, они пытаются запомнить, где ставить двоеточие или точку с запятой.
Их мышление примитивно...
А тут другой случай. Нужно.   

[RVL]

С радостью, всё зависит от желания докладчика!!! :-))