И робототехнические системы

2.2. Лазерный робототехнический комплекс
Робототехнический комплекс предназначен для лазерной резки сложных контуров на горизонтальной плоскости. В состав комплекса входят: манипулятор с кинематической схемой SCARA, твердотельный лазер как рабочий орган, компьютер типа IBM со встроенным контроллером движения и системой гра­фи­ческого программирования в среде Lab View.
Робот используется для контурного перемещения резака в рабочей зоне. Выбранная кинематическая схема обеспечивает высокую точность движения манипулятора (отклонение от программной траектории не более 0,05 мм при максимальной скорости 0,7 м/с), привод – электрический.
Компактный лазер типа АИГ-Nd изготовлен на основе алюмоиттриевого граната и обладает следующими основными характеристиками: длина волны 1,06 мкм, мощность излучения 150 Вт, фокусное расстояние 50 мм, потребление воды 5 л/мин, потребление электроэнергии 25 кВт/час.
Управление функциональными движениями мехатронной системы (т. е. сов­местно исполнительными электроприводами многостепенного манипулятора и режимами работы лазера) осуществляется устройством управления, которое включает:

• 
  компьютер типа IBМ PC промышленного исполнения;
  
• 
  контроллер движения типа Tech 80 серии 5650 на базе цифрового
  сигнального процессора (время квантования 100 мкс, 8 каналов ввода/вывода, уп­равление приводом через 16-битный ЦАП или ШИМ);
  
• 
  силовые преобразователи типа CPCR-MR05.
  

Программное обеспечение системы управления разработано в среде графического программирования LabView, которая представляет собой мощное инструментальное средство для организации интерфейса пользователя, разработки алгоритмов для контроллера движения, автоматической генерации управляющих программ для робота и вспомогательного технологического оборудования.
Создана специальная библиотека управления сложным движением, которая имеет более 150 команд для следующих основных функций:

• 
  начальной инициализации системы;
  

• 
  планирования траектории движения лазера по компьютерному чертежу заготовки (подготовленному, например, в среде AutoCAD);
  
• 
  расчета оптимальных законов движения приводов во времени;
  
• 
  управления контурным движением манипулятора в реальном времени;
  
• 
  математических функций;
  
• 
  калибровки механической части системы;
  
• 
  конфигурации блоков управления, инкодеров, ограничителей;
  
• 
  связи устройства управления с внешним оборудованием.
  

Разработанная система управления имеет открытую архитектуру, что позволяет варьировать набор используемых датчиков информации, изменять параметры регуляторов в процессе движения, интегрировать комплекс в сложные производственные комплексы через локальные сети.