Проектирование системы управления автоматического манипулятора

Данная разработка является системой управления и предназначена для управления автоматическим манипулятором, осуществляющим следующую последовательность действий:

- взятие заготовки с конвейера;

- помещение заготовки на пресс;

- взятие готовой детали с пресса;

- помещение готовой детали на конвейер.

Система управления включает в себя следующие функциональные узлы:

- Схема включения электропривода

- Схема отключения электропривода

- Блок индикации количества операций

- Система включения световой сигнализации

- Система включения звукового оповещения

- Система контроля операций

Система управления подает команду на выполнение следующей операции на основании информации о том, что предыдущая операция уже выполнена.

О выполнении той или иной операции свидетельствуют специальные датчики, сигналы от которых являются входными для системы управления.

Число сигнальных линий, идущих от датчиков к системе управления равно восьми:

- Руки вытянуты;

- Руки втянуты;

- Манипулятор повернут вправо;

- Манипулятор повернут влево;

- Есть захват;

- Нет захвата;

- Руки опущены;

- Руки подняты.

Исполнительное устройство реализовано с помощью двигателя постоянного тока. Управляет электродвигателем электронный ключ собранный на трех транзисторах. Ключем управляет микроконтроллер подавая в определённое время команду на исполнения операции. При завершении операции (ход руки вперед) срабатывает оптопара, и подает сигнал в микроконтроллер. Микроконтроллер выключает управление электродвигателем (ход руки вперед), и включает последующую операцию. Аналогично проходят все операции, и процесс повторяется.

Входные сигналы на микроконтроллер подаются параллельно со всех фототранзисторов на вход АЦП преобразователя. Сигнал формируется за счет делителя напряжения состоящего из фототранзистора и резистора. Так как сопротивление резисторов R17-R29 разное, в момент открывания фототранзисторов VD25-VD32, формируется разный потенциал в линию управления микроконтроллера. АЦП преобразует дискретную аналоговую составляющую в логические сигнальные уровни внутри микроконтроллера.

В устройстве предусмотрен вывод информации о работе системы на жидкокристаллический LCD дисплей.

Микроконтроллер управляет двумя сигнальными цепями: световая сигнализация, звуковое оповещение.

Включение установки производится кратковременной подачей логической единицы кнопки К1, аналогично производится отключение устройства.

2. Применение микроконтроллера при решении данной задачи

Позволяет:

- управлять технологическим процессом;

- контролировать количество операций;

- менять последовательность исполняемых действий (перепрограммировать микроконтроллер);

- осуществлять управление световой индикацией;

- осуществлять звуковое оповещение (различных нештатных ситуаций).

3. Алгоритм управления автоматическим манипулятором

Алгоритм управления автоматическим манипулятором

В устройстве применяются:

Транзисторы:

манипулятор автоматический микроконтроллер тиристор

Транзистор КТ837В

Характеристики транзистора КТ837В структура p-n-p:

- максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 80 В;

- максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-эмиттер 60 В;

- максимально допустимый постоянный(импульсный) ток коллектора 7500 мА;

- максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода (с теплоотводом) (30) Вт;

- мтатический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером 50-150 Обратный ток коллектора <=150 мкА.

Транзистор КТ209Е

Характеристики транзистора КТ209Е структура p-n-p:

- максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 30 В;

- максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-эмиттер 30 В;

- максимально допустимый постоянный(импульсный) ток коллектора 300 (500) мА;

- максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода (с теплоотводом) 0.2 Вт;

- мтатический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером 80-240. Обратный ток коллектора <=1 мкА.

Транзистор КТ961А