живает промышленный робот. Эти команды предназначены для запуска оборудования или робота, его остановки, повторного выполнения какого-либо действия и т., п. В четырех разрядах, начиная с 19-го, хранится код, задающий время, в течение которого управляющее слово определяет состояние робота, по его истечению в систему в автоматическом цикле подается следующее слово.

Управляющие слова в режиме обучения формируются автоматически в процессе ручного управления манипулятором с пульта, выдержка времени определяется установкой таймера. Номер программы задается в начале обучения селектором программ, по окончании обучения нажимается кнопка КОНЕЦ и алгоритм обучения выходит на оператор СТОП (рис. 11.15).

В автоматическом режиме начинается перебор управляющих слов в оперативной памяти, начиная с нулевого адреса А, пока не совпадут номер программы, затребованной оборудованием Nni и номер программы, записанной в адресном слове Nn2. После того как необходимая управляющая программа найдена, начинаются опрос слов состояния, определяющих тело управляющей программы, и выдача соответствующих команд на блок электроуправляе-мых клапанов. Переход к следующему слову осуществляется по истечении времени задержки, записанном в каждом слове состояния. Обработка программы идет до тех пор, пока не встретится признак конца цикла, записываемый в 24-м разряде слова. По окончании цикла программы выполняется оператор СТОП, робот останавливается и ждет следующего пуска, который производится автоматически по запросу обслуживаемого оборудования или вручную с пульта управления.

Так организована работа систем управления роботами, оснащенными позиционным приводом, в котором координаты точек позиционирования заданы упорами. Таким системам даже для размещения до десяти программ требуется лишь несколько сотен управляющих слов. Каждая программа соответствует элементарной совокупности действий, причем номер программы запрашивается оборудованием. Таким образом можно построить технологический модуль с весьма развитой логикой работы, позволяющий, например, сортировать ИС на несколько групп, обслуживать разнотипное оборудование и т. п.

Для управления контурными системами управления или позиционными системами с программируемой величиной перемещений необходимо организовать перемещение очень малыми шагами, причем хранить множество управляющих команд для каждого шага нерационально, их надо вырабатывать.

Для получения информации о состоянии манипулятора служат датчики внутренней информации: конечные переключатели на базе герконовых, индуктивных и оптронных устройств; по-тенциометрические датчики линейных и угловых перемещений; импульсные и кодовые датчики относительного и абсолютного

отсчета углов поворота. Импульсный датчик относительного отсчета угла поворота, примененный в роботе Электроника НЦТМ-01 , представляет собой насаженный на ходовой винт диск с тонкими радиальными прорезями. С одной стороны диск освещается, и при его вращении через прорези на расположенный с другой стороны фотодиод приходят световые импульсы, число которых пропорционально перемещению. Таким образом судят об относительном перемещении. Для получения абсолютных координат рабочего органа необходимо постоянно суммировать относительные перемещения. Регулярная выверка системы отсчета производится по нулевым точкам, определяемым конечными выключателями.

Для повышения точности отсчетов перемещений применяют лазерные интерферометры и растровые датчики, образующие бегущий муаровый эффект. При этом погрешность отсчета не превышает 0,1 мкм.

Внешнюю зрительную информацию получают с помощью приборов с зарядовой связью, обладающих по сравнению с электровакуумными видиконами гораздо большей линейностью растра, в 10 раз большей долговечностью, в 10 раз меньшей потребляемой энергией и массой. Прибор с зарядовой связью ПЗС обеспечивает погрешность считывания информации о положении объекта менее 0,001 ... 0,002 ширины поля зрения.

Типовой ПЗС представляет собой полупроводниковый кристалл с площадью около 1 см2, на поверхности которого сформирована область накопления информации, содержащая до нескольких сотен тысяч светочувствительных элементов в виде сетки с размерами сторон 400X400 элементов. Помимо области накопления зрительной информации имеется область считывания, куда зрительная информация в виде зарядов построчно переносится из области накопления.

Обработка зрительной информации - процесс весьма длительный даже для современных быстродействующих ЭВМ, так как в кадре содержится несколько сотен тысяч чисел (при двухуровневом кодировании - нулей и единиц, при восьмиуровневом - трехразрядных двоичных чисел).

Система технического зрения на базе ПЗС применена в адаптивном роботе ОЗУН-12000 МЗ (с двухуровневым кодированием яркости). Информация из ПЗС формируется в 16-разрядные машинные слова, передаваемые в обрабатывающую их микро-ЭВМ Электроника 60М . Обрабатывая углы кадра, ЭВМ находит координаты двух реперных точек, по ним определяет смещение и угол разворота кристалла относительно эталонного и управляет сваркой, учитывая особенности посадки кристалла на рамку.

11.4. конструкции промышленных роботов

Объектами манипулирования при производстве микросхем являются кассеты или контейнеры с полупроводниковыми пластинами, полупроводниковые пластины, отдельные кристаллы, корпуса ИС и собранные ИС на конечных операциях.

Промышленные роботы ПР5-2П предназначены для выполнения основных и вспомогательных операций в составе технологических комплексов сборочного и контрольного оборудования. Манипулируют объектами малой массы с обычной точностью, оборудованы пневмоприводом и являются роботами первого поколения с системой управления, построенной на основе пневмомеханических командоаппаратов.

Основные технические характеристики промышленного робота пр5-2п:

Номинальная масса объекта манипулирования.....0,32 кг

Максимальная абсолютная погрешность позиционирования 0,15 мм Максимальная скорость перемещений для модулей:

линейных с величиной хода до 50 мм......100 мм/с

линейных с величиной хода свыше 50 мм..... 200 мм/с

угловых..............180°,. с

Число одновременно управляемых движений по степеням

подвижности.............. 3

Время цикла..............З...6с

Число управляющих элементов в командоаппарате:

электрических ............ 1

пневматических............ 6

Питание:

сжатый воздух с номинальным давлением 0,4 МПа .

сеть переменного тока (220/380 В)......

Расход сжатого воздуха, не более........ 1500 дм3, ч

Потребляемая электрическая мощность...... 200 Вт

Манипулятор робота имеет три степени подвижности и комплектуется из набора исполнительных модулей в соответствии со структурными кинематическими схемами, геометрические размеры рабочих зон которых приведены в.табл. 11.1. Робот весьма компактен, обладает высоким быстродействием (3 ... 6 с) и применяется в основном на операциях контроля ИС (проверка на герметичность, контроль электрических параметров и др.).

Принципиальная схема робота изображена на рис. 11.17. Сжатый воздух из пневматической сети подводится к командо-аппарату. Командоаппарат состоит из двигателя 8, который через червячную пару 9 и пару сменных цилиндрических шестерен 10 передает вращение на кулачковый вал 11. На кулачковом валу закреплены диски 12, несущие секторы 13, взаимодействующие со штоками пневмоклапанов 1 с помощью пружин 2 и переключающие их в соответствии с заданной циклограммой

Таблица 11.1

Е Ж

работы. Пневмоклапаны переключают воздушные магистрали, и воздух, открывая соответствующие обратные клапаны 4, поступает в полости пневмоцилиндров горизонтального, вертикального и углового перемещений. Плавность перемещений штока 5 обеспечивается тем, что воздух из соответствующих полостей пневмоцилиндров вытесняется через дроссели 3, обратные клапаны при этом закрыты. Длина перемещений определяется регулируемыми упорами; для предотвращения отскока от упоров в конце хода применены специальные пневматические демпферы. Поворот манипулятора осуществляется от двух противоположно включенных пневмоцилиндров, рейки 6 на штоках которых входят в зацепление с зубчатым колесом 7.

Система управления робота ПР5-2П в описанном виде является .жесткой, обеспечивает постоянный цикл работы и не мо-

10 V в

Рнс. 11.17. Принципиальная схема робота ПР5-2П

жет отрабатывать условные переходы, т. е. если ИС годная, положить ее в одно место, если бракованная - в другое. Для отработки условных переходов система управления оснащается дополнительными электромагнитными пневмоклапанами, которые включаются параллельно или последовательно с имеющимся в командоаппарате по сигналам, снимаемым с обслуживаемого оборудования. Для управления роботами . ПР5-2П используются и электронные системы, сходные с системой управления роботом РФ-202М.

Промышленный робот РФ-202М относится к роботам для загрузочно-разгрузочных операций, по степени универсальности является специализированным, предназначен для манипулирования объектами малой массы, оборудован пневмоприводом, относится к роботам первого поколения и имеет систему управления от электромеханического командоаппарата или от специальной микроЭВМ. Применяется в заготовительном производстве

Рис. 11.18. Пневмокинематическая схема робота РФ-202М

на штамповочных операциях при изготовлении корпусов приборов, для загрузки токарных станков с ЧПУ, литейных машин и т. д.

Основные технические характеристики робота РФ-202М:

Номинальная масса объекта манипулирования..... 0,5 кг

Погрешность позиционирования, не более...... 0,1 мм

Максимальная скорость перемещений для модулей:

выдвижения руки........... 200 мм.с

поворота руки............ 180° С

ротации захвата............ 360°,С

подъема руки............ 100 мм с

Число одновременно управляемых движений по степеням

подвижности.............. 4

Питание:

сжатый воздух с номинальным давлением .... 0.4 МПа

сеть переменного тока.......... 220 В

Расход сжатого воздуха, на более........ 2000 дм3/ч

Потребляемая электрическая мощность....... 150 Вт

Манипулятор робота РФ-202М также имеет модульную конструкцию. В состав комплекта модулей входят модуль подъема, модуль поворота, модуль горизонтального перемещения захвата, модуль ротации захвата, модуль зажима и блок электроуправ-ляемых клапанов. Манипулятор может комплектоваться одной или двумя руками, в его составе могут отсутствовать какие-либо блоки, например ротации, подъема или поворота, что легко позволяет набирать необходимое число степеней подвижности