Основные особенности робототехнических систем (стр. 3 из 3)

При этом использование ЭВМ в системе управления сборочного робота позволяет оценивать текущую ситуацию по любым комбинациям показаний датчиков очувствления.

Установка оси зубчатого колеса в отверстие основания масляного насоса происходила успешно практически всегда и занимала около 2 с. Это время зависело от разброса в положении отверстия в пределах 1 см во всех направлениях. Зазор между осью колеса и стенкой отверстия составлял около 30 мкм, а погрешность позиционирования используемых в автоматической сборочной системы манипуляторов составляет приблизительно 5мм. В таких условиях сборка становится возможной только за счет взаимодействия сопрягаемых поверхностей деталей и использования их в качестве упоров и направляющих, а также за счет податливости захватов, которая компенсирует погрешности движения манипуляторов.

Повышение точности манипуляторов позволяет значительно ускорить сборку. Однако увеличение точности (и жесткости) универсальных манипуляторов выше некоторого предела делает их дорогостоящими и громоздкими. Поэтому автоматизация сборочных операций с помощью манипуляторов, точность которых существенно меньше требуемой точности сопряжения деталей, безусловно, представляет интерес.

Для ввода информации в управляющую ЭВМ в автоматизированной сборочной системе предусмотрены развитые диалоговые средства. В качестве операторского терминала используется алфавитно-цифровой дисплей "Видеотон-340".

При задании необходимых движений может быть использовано программирование, при котором манипуляторы последовательно выводятся в нужные положения (вручную или с помощью специального выносного пульта), а управляющая ЭВМ автоматически запоминает данные точки позиционирования. Возможность вводить информацию не только в текстовой форме, но и путем непосредственного обучения необходимым движениям упрощает общение оператора с ЭВМ и приводит к повышению пропускной способности и надежности связывающего их канала.

План сборки в целом, планы сборочных операций и описания необходимых движений реализованы в виде ориентированных графов и могут задаваться в произвольном порядке. Другими словами, оператор может ввести программирование "сверху вниз", или "снизу вверх", или любым удобным для него способом. Имеется возможность накапливать вводимую информацию в архиве, где она будет храниться и откуда может быть снова извлечена. После того как вся информация введена в ЭВМ, система оказывается способной выполнить автоматическую сборку.

Автоматическая сборочная система представляет собой простые и гибкие средства для организации самых разнообразных специализированных движений, которые требуются при выполнении сборки. Эти движения могут быть медленными и быстрыми, точными и грубыми, колебательными, силовыми, прерываемыми в зависимости от любых комбинаций показаний датчиков очувствления. Программные средства системы включают ряд подсистем, обеспечивающих управление роботом в основном рабочем режиме (режиме автоматической сборки), а также представляющих возможность оператору-программисту выполнять предварительное планирование работы робота. В состав основных программ входят следующие пять подсистем для задания и редактирования:

1) плана сборки;

2) планов сборочных операций;

3) планов условий;

4) контуров движений;

5) коэффициентов следящей системы, а также подсистема управления автоматической сборкой.

Загрузка каждой из указанных подсистем, а также требуемых файлов данных в память ЭВМ осуществляется с магнитного диска в рамках дисковой операционной системы. Первые пять подсистем работают на этапе планирования сборки оператором-программистом. Шестая подсистема осуществляет управление автоматической сборкой.

В качестве примера, иллюстрирующего работу программы управления, рассмотрим операцию NO1 установки стержня в отверстие. Будем считать, что стержень уже зажат в захвате манипулятора и что отверстие представляет собой вертикальный канал в детали, ограниченной горизонтальными плоскостями. На рисунке 4 показан план сборочной операции. Будем считать, что стержень устанавливается в отверстие правой руки, т.е. типы контуров всех движений, участвующих в операции NO1, определяют в качестве задействованных только степени подвижности правой руки.

Работа с системой начинается с того, что интерпретатор во втором (фоновом) процессе выбирает из плана сборки операции описание движения (обозначенное NKD1) подвода стержня к отверстию и запускает его на исполнение в первом процессе. В результате выполнения этого движения стержень перемещается в окрестность отверстия, а его ось ориентируется вертикально.

Рисунок 4 – План сборочной операции

Контур движения – NKD1

Способ движения – контурный

Тип движения – для всех степеней подвижности основной режим отслеживания

Тип начала движения – для всех степеней подвижности абсолютный способ задания начального значения параметров положения манипулятора

Номер условия – NC1

Контур движения – NKD2

Способ движения – контурный

Тип движения: для 1, 2, 6-й степеней подвижности – основной режим отслеживания; для 3-й – силовое воздействие; для 4, 5-й – колебания

Тип начала движения – для всех степеней подвижности абсолютный способ задания

Номер условия – NC2

Контур движения – NKD3

Способ движения – контурный

Тип движения – для всех степеней подвижности основной режим отслеживания

Тип начала движения – для всех степеней подвижности абсолютный способ задания

Номер условия – NC1

Контур движения – NKD4

Способ движения – позиционный

Тип движения – для всех степеней подвижности основной режим отслеживания

Тип начала движения – для всех степеней подвижности абсолютный способ задания

Номер условия – NC3

Условием NC1, приписанным данному движению, является выход манипулятора в требуемую конфигурацию с заданной точностью. В то время как в первом процессе исполняется движение подвода, во втором процессе осуществляется циклическая проверка отклонения текущей конфигурации манипулятора от требуемой. Эта проверка осуществляется с помощью потенциометрических датчиков положения звеньев манипулятора. Если отклонение становится больше допустимого, то движение подвода считается законченным, проверка условия прекращается и вырабатывается код ответа 0.

После этого в соответствии с планом сборочной операции второй процесс запускает исполнение движения, обеспечивающего установку NKD2. Это движение заключается в том, что торец стержня слегка прижимается к горизонтальной плоскости детали и осуществляются небольшие колебания стержня во всех направлениях в этой плоскости. Вначале за счет податливости захвата стержень находится в постоянном контакте с горизонтальной плоскостью детали. Но с момента зацепления стержня за край отверстия он начинает проваливаться в отверстие за счет поджатия, а также за продолжающихся колебаний. При этом внутренняя поверхность отверстия служит направляющей для стержня.

В то время как в первом процессе осуществляется движение установки, во втором процессе происходит проверка условия NC2, приписанного данному движению. В цикле проверяется, произошли ли некоторые события, связанные с попаданием стержня в отверстие. Как только стержень попадает в отверстие, захват манипулятора опустится в вертикальном направлении на длину стержня, вставляемого в отверстие. Кроме того, реальная амплитуда колебаний захвата манипулятора резко уменьшится (так как находящийся в отверстии стержень будет тормозить его движение). Эти события можно установить по показаниям потенциометрических датчиков положения звеньев манипулятора. Если указанные события не наступили, то проверка повторяется, если же события совершились, то движение установки считается законченным, проверка условия прекращается и вырабатывается код ответа 0.

В этом цикле проверяется также время, затрачиваемое на установку стержня. Представляется естественным ожидать наступления событий, связанных с попаданием стержня в отверстие, не сколь угодно долго, а по истечении заданного интервала времени. Если за указанное время стержень не попал в отверстие (например, вследствие заклинивания), то движение NKD2 считается не удавшимся, проверка условия прекращается и вырабатывается код ответа

После прекращения движения NKD2 второй процесс запускает или движение NKD3 повторного подвода стержня к отверстию, или движение NKD4 разжатия захвата. Вершина 4 в плане сборочной операции является конечной (рис. 4).

При завершении исполнения сборочной операции NO1 интерпретатор во втором процессе пытается выбрать из плана сборки очередную операцию, убеждается, что ее нет, и заканчивает сборку.

Непрерывно происходит или интерпретация плана сборки и планов сборочных операций, или проверка условий, приписанных движениям. Эти действия заканчиваются только тогда, когда кончается сборка.