Roboty Przemysłowe. 1. Pozycjonowane zderzakowo manipulatory pneumatyczne wykorzystanie cyklogramu pracy do planowania cyklu pracy manipulatora

Transkrypt

1 Roboty rzemysłowe. ozycjonowane zderzakowo maniulatory neumatyczne wykorzystanie cyklogramu racy do lanowania cyklu racy maniulatora Celem ćwiczenia jest raktyczne wykorzystanie cyklogramu racy maniulatora, złożonego z ozycjonowanych zderzakowo modułów ruchu liniowego i chwytaka, do lanowania cyklu racy tego maniulatora. formułowanie zadania Wykorzystanie cyklogramu racy może być raktycznie użyteczne dla cyklu racy maniulatora odowiadającego racy układu kombinacyjnego, czyli takiego, w którym stan wyłączników drogowych oraz innych czujników jednoznacznie określa działanie maniulatora w każdym takcie. Cyklogram racy służy do wybrania w danym takcie minimalnej ilości sygnałów czujników, których logiczny iloczyn ma uruchamiać działanie elementów wykonawczych w tym takcie. Zasady wykorzystania cyklogramu racy rzedstawiono oniżej na rzykładzie ozycjonowanego zderzakowo modułu ruchu liniowego wyosażonego w chwytak odciśnieniowy (ssawkę). Moduł ten (rys.) składa się z: - siłownika dwustronnego działania z wydrążonym tłoczyskiem i ssawką ełniącą rolę chwytaka - dwu zaworów zwrotno-dławiących - zaworu rozdzielającego 5/3 centrowanego srężynami, sterowanego obustronnie ciśnieniem - dwu bezstykowych, magnetycznych wyłączników drogowych. odciśnienie w ssawce jest wytwarzane rzy omocy omki Venturiego. Uchwycenie rzedmiotu maniulowanego rzez ssawkę może być sygnalizowane dzięki zastosowaniu zaworu rozdzielającego załączanego odciśnieniem (sygnał ) ełniącego rolę czujnika uchwycenia rzedmiotu. chemat ołączeń rzedstawia rysunek. Doływ owietrza zasilającego omkę Venturiego jest załączany rzez element amięci (zawór 5/). Zastosowanie tego elementu umożliwia zasilanie omki również o zaniknięciu sygnału włączającego () aż do chwili ojawienia się sygnału wyłączającego (). Załóżmy, że rozważany moduł ma wykonać nastęującą sekwencję czynności: ozycja oczątkowa - lewe ołożenie tłoka załączenie omy i obranie rzedmiotu ruch tłoka do rawego ołożenia wyłączenie omy - zwolnienie rzedmiotu; ruch tłoka w lewo - owrót do ołożenia oczątkowego. Oznaczmy sygnał z lewego czujnika ołożenia rzez, z rawego rzez. W zamieszczonej oniżej tabeli zestawiono stany logiczne 3 wykorzystywanych czujników w kolejnych ozycjach (o zakończeniu kolejnych taktów cyklu racy). ozycja

2 Rys.. Q Rys..

3 Cyklogram racy charakteryzuje stan urządzeń wykonawczych (w naszym rzyadku siłownika i omy różniowej) w czasie racy maniulatora. Odcinki oziome cyklogramu odowiadają stanom stacjonarnym elementów wykonawczych: lewe lub rawe ołożenie tłoka siłownika, oma włączona lub wyłączona. Odcinki ukośne odowiadają stanom rzejściowym: ruch tłoka, załączanie lub wyłączanie omy. Cyklogram jest uzuełniany wykresami stanów logicznych czujników. Wykresy te zawierają informacje o tym, w których taktach dany czujnik jest włączony. Uzuełniony cyklogram racy rozważanego modułu rzedstawiono na rysunku 3. Takt 3 3 Tłok oma Zał Wył Rys. 3. lanowanie cyklu racy rozważanego modułu maniulatora na odstawie cyklogramu racy rozoczyna wybór sygnałów z czujników, które w jednoznaczny sosób mogą być użyte do uruchamiania kolejnych taktów racy układu naędowego. Wynik wyboru jest oznaczany na cyklogramie strzałkami. Rozatrywany układ jest na tyle rosty, że każdemu z taktów odowiada inna kombinacja stanu wyłączników drogowych. Analiza uzuełnionego cyklogramu racy nasuwa nastęujące sostrzeżenia: czujnik może uruchamiać omę w takcie - (na cyklogramie zaznaczono to strzałką -) czujnik może uruchamiać ruch tłoka z lewa na rawo w takcie -3 czujnik może wyłączać omę w takcie 3- brak sygnału ze wszystkich trzech czujników może, uruchamiać ruch tłoka z rawa na lewo. Należy zwrócić uwagę na to, że zastosowany do sterowania ruchem siłownika zawór rozdzielający 5/3, ze względu na działanie srężyn centrujących, dla odtrzymania ruchu tłoka musi mieć doływ ciśnienia sterującego odczas całego taktu, a nie tylko na jego oczątku. Czwarte sostrzeżenie można wykorzystać do budowy układu sterowania na rzykład rzez zastosowanie zaworów rzełączających obieg (logicznych elementów sumy) jak na rysunku. 3

4 Rys.. W tym wyadku dowolny z sygnałów,, rozłącza zawór 3/ normalnie otwarty. Może się zdarzyć, że rawidłowo ołączony układ bramek logicznych nie będzie jednak działał zgodnie z założeniami. Jest to sowodowane swoistym dla układów logicznych zjawiskiem hazardu wiążącym się z nieidealnością charakterystyk elementów logicznych (skończony czas rzełączania, w realizacji rzy omocy elementów neumatycznych zbliżony do stałych czasowych układu wykonawczego). Zjawiskom tym można zaobiec stosując obwody antyhazardowe. rowadzi to jednak do dużej komlikacji układów ołączeń. Alternatywnym wyjściem z sytuacji jest wykorzystanie do rzesterowywania zaworów rozdzielających dodatkowych sygnałów, co ozwala urościć strukturę układu. W rozważanym rzyadku taki dodatkowy sygnał uzyskano dzięki zastosowaniu do sterowania załączaniem i wyłączaniem omy zaworu rozdzielającego 5/ obustronnie sterowanego łynowo (komórki amięci - rys. ). W czasie, gdy oma jest wyłączona (tj. w takcie -) owietrze jest kierowane do wyjścia zaworu rozdzielającego 5/. Wyjście to jest, więc aktywne wyłącznie w takcie -, Może ono wobec tego być wykorzystane do rzełączania zaworu rozdzielającego sterującego ruchem tłoka siłownika (sygnał Q). Oisane rozwiązanie ozwala uniknąć skomlikowanego układu ołączeń. Uwzględniając wymienione uwagi możemy zestawić schemat neumatycznego układu wykonawczego wraz z neumatycznym układem sterowania. chemat ten znajduje się na rysunku 5. rzewód dorowadzający owietrze z zaworu 5/ można bezośrednio dorowadzić do zaworu 5/3. Umieszczenie dodatkowego zaworu 3/ na schemacie odkreśla informacyjny charakter wykorzystania sygnału Q (rys. ) i ozwala na szybkie odowietrzenie rawej komory zaworu 5/3.

5 Q Rys. 5 5

6 Zadanie do wykonania na ćwiczeniu. odczas ćwiczenia należy zbudować neumatyczny układ sterowania maniulatora złożonego z ozycjonowanych zderzakowo modułów ruchu liniowego i chwytaka w oarciu o cyklogram racy tego maniulatora. Zadany cyklogram składa się z 6 taktów. Rozważany maniulator składa się z dwóch siłowników dwustronnego działania: i wyosażonego w ssawkę. W rozważaniach zakładamy, że: ruch tłoka siłownika odbywa się w oziomie ruch tłoka siłownika odbywa się w ionie cylinder siłownika jest zamocowany do tłoka siłownika. chemat układu wykonawczego maniulatora jest rzedstawiony na rysunku 6. X A B Y G D Q G D rys. 6. 6

7 odczas ćwiczenia należy: - sorządzić cyklogram racy układu, - uzuełnić cyklogram wykresem stanów czujników, - dobrać sygnały rzełączające w każdym takcie, - narysować schemat układu sterowania w ołączeniu z układem wykonawczym, - narysować schemat układu w orogramowaniu Automation tudio, - srawdzić orawność realizacji zadanego cyklu racy. 7