Тема: Система промышленного управления промышленном роботом- манипулятором Scara

Современные тенденции развития промышленного производства требуют внедрения высокотехнологичных решений, обеспечивающих гибкость, точность и надежность автоматизированных процессов. Одним из ключевых элементов современных автоматизированных систем являются промышленные роботы-манипуляторы, которые позволяют выполнять широкий спектр задач — от простого перемещения объектов до сложных сборочных операций.
Особое место среди разнообразия конструкций манипуляторов занимают роботы типа SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm), предназначенные для высокоскоростного горизонтального перемещения и широко применяемые в электронной, машиностроительной, пищевой и других отраслях промышленности [7]. Роботы SCARA отличаются компактностью, высокой скоростью работы и точностью позиционирования, что делает их идеальным выбором для задач автоматизации производственных процессов.
В рамках данной работы была разработана система управления промышленным роботом-манипулятором SCARA, ориентированная на использование доступных и недорогих компонентов, таких как микроконтроллер Arduino Mega 2560 и программная среда RoboDK. Разработка включает аппаратную часть, реализующую управление сервоприводами, цифровыми входами/выходами и концевыми датчиками, а также программное обеспечение, организованное по модульному принципу и поддерживающее обмен командами по последовательному интерфейсу.

Купить

В рамках дипломной работы разработана система управления промышленным манипулятором типа SCARA, охватывающая как аппаратную, так и программную части. Проект направлен на повышение точности, скорости и надежности выполнения технологических операций в автоматизированном производстве, что подтверждает его востребованность в современной инженерной практике.
В ходе исследования были проанализированы существующие решения в области систем управления роботами-манипуляторами, изучены конструктивные особенности роботов SCARA и требования к их функциональным характеристикам. Определена концепция проекта, которая легла в основу выбора компонентной базы и построения системы управления.
На этапе аппаратной реализации в качестве центрального устройства управления был выбран микроконтроллер Arduino Mega 2560 ввиду его высокой функциональности, расширенного количества портов ввода-вывода и широкого сообщества разработчиков. Для управления движением использованы бесколлекторные двигатели серии BLF, что обеспечило высокую динамику и устойчивость работы манипулятора. Система дополнена драйверами двигателей, индуктивными концевыми датчиками и источником питания, что позволило создать надежный и производительный аппаратный комплекс.
Разработанная печатная плата обеспечивает универсальность в управлении различными типами приводов, как бесколлекторными, так и шаговыми. Это позволило повысить гибкость системы и снизить затраты на ее модернизацию при изменении условий эксплуатации или задач оборудования. Также была спроектирована и собрана промышленная система управления, включающая электрощит со степенью защиты IP65, 60
обеспечивающий защиту от пыли и влаги, а также простоту обслуживания и эксплуатации.
Низкоуровневое программное обеспечение реализовано на языке C++ с использованием среды Arduino IDE. Программа организована по модульному принципу и позволяет обрабатывать команды, управлять сервоприводами, считывать данные с датчиков и обеспечивать обратную связь на верхний уровень управления. Архитектура программного обеспечения допускает масштабирование и расширение возможностей за счет реализации протоколов более высокого уровня и реализации логики обработки ошибок.
Высокоуровневое управление осуществлялось с помощью программной платформы RoboDK, которая обеспечивала моделирование движения манипулятора, визуализацию траекторий, генерацию управляющих программ и калибровку рабочего пространства. Интеграция с контроллером нижнего уровня реализована по последовательному интерфейсу UART с использованием преобразователя Ethernet Serial, что минимизирует влияние электромагнитных помех и обеспечивает удаленное управление оборудованием.
Таким образом, в ходе выполнения диссертационной работы была успешно решена задача создания комплексной системы управления манипулятором SCARA, объединяющей современные технические средства и программные решения. Разработанная система соответствует всем заданным техническим требованиям, обладает высокой степенью адаптивности и может быть внедрена в реальные производственные процессы для автоматизации сборочных, упаковочных и других операций.
Полученные результаты могут служить основой для дальнейших исследований и разработок в области робототехники и автоматизации промышленных процессов.

Купить