Разработка аппаратно-программного обеспечения

Объект исследования: промышленный робот РФ-202.

Результаты: программа для ЭВМ

Модернизация промышленного робота РФ-202 требуется для расширения возможностей управления, уменьшения габаритов системы управления (СУ), увеличения гибкости системы, упрощения использования оборудования посредством СУ и т.д. Модернизация включает в себя: замену старой СУ; создание простого и многофункционального программного обеспечения (ПО) для СУ [1]; согласование работы новой СУ с оборудованием; обеспечение работы модернизированного оборудования.

Управление перемещениями в ПР осуществляет СУ, путем последовательной выдачи необходимых управляющих команд в соответствии с алгоритмом работы. Сигналы с СУ подаются на электроуправляемые пневмоклапаны манипулятора, которые управляют подачей воздуха к исполнительным модулям манипулятора. Исходя из этого система управления строится на базе ПЭВМ, реализующей алгоритм работы промышленного робота (рис. 1) [2]. Управляющие сигналы от ПЭВМ передаются через контроллер сопряжения (КС) [3] на блок оптронной развязки (БОР) и далее на электромагнитные реле (ЭМР), коммутирующие электрически управляемые пневмоклапаны (ЭУ ПК).

Рис. 1. Структурная схема системы управления ПР РФ202

КС реализуется на базе микроконтроллера AT89C51 [4]. Задача КС принять управляющую команду от ПЭВМ и преобразовать ее в команду для соответствующего исполнительного механизма ПР. Так как команды отрабатываются исполнительными органами не мгновенно то для обрабатывания каждой команды необходимо задержка времени от 1 до 3 с, в зависимости от команды. ПЭВМ с КС обмениваются информацией с помощью интерфейса RS232.

Программа для ПЭВМ реализует два режима работы: ручное управление и автоматическое выполнение управляющей программы. Режим ручного управления является наладочным и используется для наладки. В этом режиме оператор выдает на промышленный робот единичные команды, например, подъем колонны, выдвижение руки, зажим схвата и т.д.

Для реализации алгоритма работы СУ используется соответствующее ПО. ПО состоит из двух частей. Первая часть это программа для КС, написанная на языке Assembler и записываемая в микроконтроллер. Главная его функция - обработка приходящей от ПЭВМ информации и формирование сигналов управления для соответствующих исполнительных механизмов ПР.

Вторая часть - программа, написана на языке программирования С++ для ПЭВМ и представляет собой удобный для оператора ПР интерфейс с функциями для программирования работы ПР.

Для передачи команд роботу используется двухбайтовые команды. Первый байт - адрес регистра, которому отправляется информация. Второй байт - передаваемые данные. Это обеспечивает гибкость программы, благодаря которой можно будет использовать данное ПО для управления и другим оборудованием входящим в робототехнологический комплекс.

Каждая команда, управляющей программы промышленного робота, в формируемом оператором списке команд будет отправлена от ПЭВМ в КС в виде двухбайтовой посылки. Например, команда «Колонна вверх» передается в виде "00 05", 00 – это адрес регистра, 05 – команда на подъем колонны. После чего полученная информация обрабатывается в МК и сигналы выставляются на линиях регистра, которые связаны с выходными каналами СУ и далее с исполнительными механизмами оборудования.

В итоге разработанная система позволит управлять промышленным роботом РФ202 с возможностью расширения для управления исполнительными устройствами и связывания МК с ПК или другими управляющими устройствами.