Управление мехатронной системой на базе многозвенных роботов-манипуляторов

Рассматривается задача управления многозвенными роботами-манипуляторами для реализации высокотехнологичных процессов в промышленности. Излагаются последовательные шаги использования компьютерных технологий при построении роботов-манипуляторов, включающие математические, алгоритмические и аппаратно-программные средства для создания многоприводной мехатронной системы под управлением промышленного микроконтроллера фирмы OMRON. Приведена кинематическая схема робота-манипулятора, совершающего два типа движений – поворот вокруг оси z и прямолинейное перемещение рабочего органа вдоль радиуса поворота с точным позиционированием в заданную точку рабочего пространства. Электромеханическая конструкция манипулятора позволяет обеспечить транспортировку объектов производства в соответствии с заданным технологическим процессом. Для проектирования технологического процесса транспортирования объектов производства разработан программный модуль, позволяющий автоматизировать описание основных операций движения рабочего органа робота-манипулятора с последующим автоматическим формированием последовательности команд для управляющей программы, обеспечивающей работу электрических приводов звеньев манипулятора в реальном времени. Чтобы ускорить процесс проектирования траектории движения рабочего органа, разработана пространственная имитационная модель робота-манипулятора в среде MatLab-Simulink. Рассматривается обобщенная схема мехатронной системы управления роботом-манипулятором на базе программируемого логического контроллера OMRON, функционирующего под управлением программы, разработанной в среде программирования Sysmac Studio Automation. Для промышленного использования мехатронной системы в период наладки и эксплуатации создана программа для программируемого терминала с интерфейсными элементами и элементами анимации. Представлен внешний вид опытного образца робота-манипулятора. Разработанная мехатронная система робота-манипулятора может

мехатронная система, робот-манипулятор, компьютерные технологии, программно-аппаратные средства, микроконтроллер, технологический процесс, электрический привод, управляющая программа, имитационная модель, программируемый логический контроллер, программируемый терминал, опытный образец

1. Зенкевич, С. Л. Основы управления манипуляционными роботами / С. Л. Зенкевич, А. С. Ющенко. М.: Изд-во МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2004. 480 с.

2. Юревич, Е. И. Основы робототехники / Е. И. Юревич // 2-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 207 c.

3. Механика промышленных роботов / под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. М.: Высш. шк., 1988. Т. 1. Кинематика и динамика. 304 с.

4. Кетков, Ю. Л. MatLab 7: программирование, численные методы / Ю. Л. Кетков, А. Ю. Кетков, М. М. Шульц. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 752 с.

5. Гурский, Н. Н. Математические и компьютерные модели мехатронных систем аддитивного производства / Н. Н. Гурский // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. Междунар. науч. конф. СПб., 2017. Т. 12, ч. 1. С. 151–156.

6. Бургин, Б. Ш. Анализ и синтез двухмассовых электромеханических систем / Б. Ш. Бургин // Новосибирск: Новосиб. электротех. ин-т, 1992. 199 с.

7. Имитационное моделирование механизма наплавления пластмасс в аддитивных технологиях / Н. Н. Гурский [и др.] // Системный анализ и прикладная информатика. 2016. Т. 12, № 4. С. 25–30.

8. Попов, Е. П. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы / Е. П. Попов, А. Ф. Верещагин, С. Л. Зенкевич. М.: Наука, 1978. 398 с.

9. Пол, Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора / Р. Пол. М.: Наука, 1976. 104 с.

10. Бурдаков, С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов / С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко. М.: Высш. шк., 1986. 264 с.