Отрезок АВ – в перемещении участвует КП S3 (изгиб)

1 2 3 4 5 6

Министерство образования Украины

Одесский государственный политехнический университет

Кафедра автоматики и управления в технических системах

Курсовая работа

по дисциплине "Локальные системы автоматики"

"Разработка программы управления промышленным роботом на базе контроллера SIMATIC S5 фирмы SIEMENS"

Выполнил: Лозанов В.В

Группа: ЗАТ-961

Курс: 5

Шифр: 960277

Принял: Денисенко Т.А

Оценка:______________

2000

Содержание

Министерство образования Украины. 1

1. Введение. 3

2. Постановка задачи. 4

3.Выбор программируемого контроллера. 7

3.1 Выбор технических средств. 7

3.2 Архитектура контроллера S5-100U.. 8

3.3 Технические характеристики контроллера S5-100U.. 8

3.4 Выбор датчиков, определяющих длину детали. 9

4. Разработка и написание программы управления. 11

4.1. Разработка структуры системы управления. 11

4.2 Функциональная блок-схема алгоритма управления промышленным роботом.. 12

4.3 Присвоение адресов. 13

4.4 Алгоритмическое представление программы.. 14

4.5 Представление программы управления роботом-манипулятором в релейно-контактном виде. 20

4.6 Представление программы управления роботом-манипулятором в виде функциональной схемы.. 24

4.7 Представление программы управления роботом-манипулятором в виде последовательности команд. 28

5. Список литературы.. 32

Введение

Цель данной курсовой работы – разработать программу управления манипулятором, основной функцией которого является транспортировка деталей от конвейера к таре.

Манипулятор – это управляемое устройство или робот для выполнения двигательных функций, аналогичным функциям человеческой руки при перемещении объектов в пространстве, оснащенное рабочим органом. Манипулятор состоит из звеньев, соединенных между собой подвижными кинематическими парами. Последние движутся по определенной программе с помощью управляемых приводов. В курсовой работе управление приводами будет осуществляться по сигналам, поступающим с конечных датчиков, которые фиксируют момент перемещения или поворот в начальное положение и предельное положение. Для организации каждого из движений в двух направлениях используется по два исполнительных механизма. В реальной ситуации эту операцию может осуществлять один реверсивный привод, снабженный для организации перемещений двумя контактными и бесконтактными пускателями. В курсовой работе рабочий орган представляет собой схват, который обеспечивает захват и отпускание объекта за счет двух исполнительных механизмов (ИМ).

Манипуляционная система промышленных роботов и их двигательные возможности определяются видом и расположением кинематических пар. Выбор конкретного варианта кинематической схемы манипуляционной системы определяется конкретным условием и требованием. Эта схема должна обеспечивать достаточную степень универсальности функционирования робота с учетом операций, которые ему предстоит выполнять во внешней среде. Для выполнения транспортных операций без ориентации объекта достаточно сочетания трех кинематических пар.

Система управления манипулятором представляет собой контроллер Simatic S5 с программой пользователя. На первом этапе проектирования следует сопоставить входные и выходные величины, которые необходимы для управления манипулятором. После составления общей схемы и присваивания адресов соответствующим входам и выходам, составляют алгоритмическое представление программы, а затем переходят к непосредственному ее написанию.

Постановка задачи

Манипулятор состоит из четырех кинематических пар (КП): вращательная S1, два изгиба S2 и S3, и перемещение S4. Манипулятор снабжен рабочим органом, представляющим собой схват. По конвейеру идет поток деталей двух видов. Задача манипулятора – транспортировка деталей 1 и 2 типа в соответствующие им тары. Для управления манипулятором по заданной траектории каждая кинематическая пара снабжена двумя исполнительными механизмами ИМ (для движения в двух направлениях) и двумя датчиками (конечными выключателями КВ начального и предельного положения).

Следует написать программу управления манипулятором на языке STEP 5 и предусмотреть следующее:

1.По кнопке "ПУСК" схват из начального положения перемещается по заданной траектории к конвейеру (точка А на траектории), где он:

1.1 Задерживается на время сек.

1.2 Захватывает деталь, и в зависимости от ее типа транспортирует ее в соответствующую тару (точки Е и Д на траектории). Для определения типа деталей на конвейере установлены фотодатчики. Из-за различной длины деталь 1 типа перекрывает один фотодатчик, деталь 2 типа – два фотодатчика.

1.3 Открывается.

1.4 Задерживается над тарой на 0,07 сек

1.5 Перемещается обратно к конвейеру, далее п.п. с 1.1 повторяются.

2.По кнопке "СТОП" манипулятор останавливается.

3.При переполнении тары хотя бы одного типа деталей на контроллер передается команда соответственно "Сменить тару 1" или "Сменить тару 2", по этой команде манипулятор переходит в начальное состояние (т.е. срабатывают КВ начального положения всех кинематических пар), и останавливается. При смене тары оператор с пульта управления передает команду "Тара 1 сменена" или "Тара 2 сменена", по которой манипулятор повторяет действия с пункта1.

Управление работой манипулятора осуществляется с операторской панели. На панели помещены следующие кнопки и индикаторы выходных сигналов:

Рис.1

Манипулятор начинает работу, если нажата кнопка "ПУСК". При этом последовательно поступают команды на исполнительные механизмы и учитывают положение КВ. манипулятор перемещается по заданной траектории. При нажатии оператором кнопки "СТОП" манипулятор останавливается. При переполнении тары деталей 1 и 2 на панели обслуживания включается индикатор "Сменить тару 1" или "Сменить тару 2" соответственно, по этому сигналу манипулятор перемещается в начальное положение и ждет нажатия оператором кнопки "Тара 1 сменена" или "Тара 2 сменена" соответственно.

2.1 Представление кинематической схемы манипулятора

Кинематическая структура рабочих органов манипулятора имеет вид: