Мехатронные информационные устройства и системы
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?едаточных механизмов. Каждая степень подвижности манипулятора имеет свой двигатель (пневматический, электрический, гидравлический). В промышленных роботах часто используют волновые и планетарные редукторы, что позволяет уменьшить объем и массу сборочной единицы при высоком коэффициенте передачи. В промышленном роботе малой грузоподъемности используют традиционные зубчатые редукторы, а в тяжелых роботах - зубчатые редукторы в сочетании с винтовой парой.
Исполнительный механизм промышленного робота (механическая рука) осуществляет ориентирующие и транспортирующие движения. Чаще всего он имеет шарнирное исполнение. Рабочим органом промышленного робота является захватное устройство (сварочные клещи, окрасочный пистолет, сварочный инструмент и т.д.). Захватное устройство захватывает и удерживает объекты, перемещаемые манипулятором. Современные промышленные роботы комплектуют набором типовых захватных устройств.
Устройство управления промышленного робота служит для формирования и выдачи управляющих воздействий исполнительному устройству в соответствии с управляющей программой. В устройство управления, как правило, входят: пульт управления; запоминающее устройство, в котором хранятся программы и другая информация; вычислительное устройство и блок управления приводами манипулятора и устройства передвижения.
Информационная система обеспечивает сбор и передачу в устройство управления данных о состоянии окружающей среды и функционировании механизмов ПР. В эту систему входит комплект датчиков обратной связи различного назначения, устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов. [6]
3. Применение ИУиС в промышленных роботах
Датчики, применяемые для сбора информации в промышленных роботах
Технология бесконтактной фиксации положения и перемещения объектов использует механическое перемещение постоянного магнита относительно чувствительного элемента, в результате чего в последнем формируется соответствующий электрический сигнал. Данная технология работоспособна в широком диапазоне температур, влажности, вибрации. Вариантами исполнения служат датчики на эффекте Холла, магнито-индуктивные, магнитные и оптические датчики положения.
В датчиках Холла генерируемое внешним полем и измеряемое напряжение Холла зависит от величины и плотности магнитного потока, ключевой характеристики датчика. Отсутствие механических контактов удлиняет жизнь прибора, обеспечивает отсутствие скачков сигналов и узкий диапазон погрешности.
Магнито-индуктивные датчики достаточно надёжны, обладают высокой магнитной чувствительностью, что позволяет активизировать их в сантиметровом диапазоне даже при наличии ненамагничиваемой преграды.
Взаимное перемещение вызывает появление в обмотке (окружающей "импульсный" проводник") электрического импульса. В отличии от других типов датчиков, импульсный не нуждается во внешнем источнике питания, поскольку энергия магнитного поля полностью переходит в электрическую энергию импульса.
Например, датчики скорости вращения основанные на эффекте Холла, выпускаемые фирмой Bosch, также могут быть использованы для измерения углов и перемещений (отличаются точным и надёжным измерением, цифровым выходным сигналом, устойчивостью к попаданию грязи).
Фирма OmRon производит промышленные датчики в основе которых лежит измерение электростатической ёмкости между неподвижным и движущимся электродами. Измеряя эту емкость, определяют давление газа в датчиках давления, регистрируя её изменение в единицу времени ? для определения скорости движения. Созданные на основе микромашиной технологии датчики давления и акселераторы скорости кроме высокой чувствительности обладают сверхмалыми размерами.
Датчики, основанные на пьезоэффекте, преобразуют давление в электрический сигнал. Основа здесь ? кремниевая диафрагма (чип), окружённая четырьмя резисторами, расположенными в форме моста. Давление на диафрагму вызывает изменение сопротивления резисторов, что создаёт на входе напряжение, пропорциональное приложенному давлению. Такие датчики могут быть открытыми и изолированными. Соответственно в открытых датчиках давление воздействует непосредственно на диафрагму, а в закрытых чип отделён дополнительной защитной диафрагмой из нержавеющей стали. Открытые датчики применяют: пневматическое управление, измерительное оборудование, вентиляция и кондиционирование воздуха. Изолированные датчики применяют в управлении производственным процессом, в газовой и химической промышленности, гидравлики, регулировании горения.
В основе резисторных температурных датчиков лежит зависимость электрического сопротивления от температуры. Измеряется величина сопротивления и далее значение температуры. Это возможно благодаря высокой предсказуемости указанных параметров у металлов.
Пьезоэлектрические акселерометры имеют кристалл из пьезоэлектрического материала, с прикреплённым к нему небольшим грузом. При сжатии или расширении кристалл создаёт электрический заряд, пропорциональный уровню ускорения или вибрации, испытываемой им. Внутренняя цепь преобразует его в стандартный сигнал для системы сбора данных или замкнутой системы управления производственными процессами. Также применяются пьезорезистивные акселерометры. Здесь груз прикреплён к кронштейну, который сгибается под действием ускорения, и это движение преобразуется в электрич