Промислові роботи (стр. 7 из 12)
Знаючи xmax і xmin можно наближено визначити середньо квадратичне відхилення:
Розглянемо на простому прикладі (рис. 8.5) залежність вірогідність збірки від бокового зазору
де d1 – діаметр вала; d2 – діаметр отвору.
Крива (рис. 8.5б) залежність вірогідності зборки від зазору. Для зменшення зазору використовують спеціальні присадки.
8.2.2 Помилки позиціонування за рахунок неточності виготовлення і зборки
Припущення про те, що точність позиціонування промислового робота визначається тільки помилкою його позиціонування, а виріб виготовлено і установлено абсолютно точно, являється частковим випадком системи «робот – інструмент – деталь» (РІД). В дійсності існують і інші помилки, які суттєво впливають на точність позиціонування.
рис 8.6. Рух робота по схемі «взяти-перемістити-покласти»
Для пояснення написаного приведемо наступні приклади. Нехай , промисловий робот повинен взяти заготовку 1, яка знаходиться в пристосуванні, і перенести її в друге положення, наприклад, в прес (рис 8.6). Це класична задача роботизації виробничих процесів, яка іноді називається «взяти – перенести – покласти». Заготовка розміщена в пристосуванні не абсолютно точно. В залежності від конкретної конструкції пристосування помилка установки заготовки може коливатися в великому діапазоні – від 0,01 мм до декількох міліметрів. Якщо заготовка знаходиться на періодично рухаючомуся конвеєрі або столі який обертається, то точність її позиціонування буде визначатися і точністю транспортної одиниці.
Якщо робот підбирає заготовку з того місця, де її поклав її попередній робот 2, а спеціальні міри по підвищенню точності її позиціонування не прийняті, то погрішність установки заготовки можна рахувати рівною погрішністю роботи першого робота.
В виробничій практиці підприємств машинобудівного напрямку часто мають місце помилки виготовлення заготовки. Припустимо, що необхідно сумістити деталь, котру подає робот, з отвором, який передбачений в корпусній деталі. В загальному випадку слід враховувати допуск на відхилення центра отвору, котрий встановлений кресленням і залежить від точності обробки отвору на конкретному верстаті. Вірогідність того, що центр отвору точно співпадає з даним дуже мала.
Найбільш яскравий приклад можна привести з автомобілебудування, де промисловий робот все ширше використовуються для контактної точкової зварки кузовів легкових автомобілів і кабін вантажних автомобілів. З допомогою спеціальної методики і досить складного вимірювального приладу встановлено, що одна кабіна може відрізнятися від іншої досить суттєво. Це пояснюється неточністю заготовок, зносом штампів і прес-форм, неточністю складаючих пристроїв.
рис 8.7. Схематичний розріз автомобільної кабіни и можливі помилки збірки
Сказане прояснюється рис 8.7. Як би точно не була встановлена основа кабіни на платформі вимірювально пристрою, верхні і нижні частини кожної кабіни мають відхилення в вертикальній і горизонтальній площині, які іноді досягають
. Відповідно значне відхилення кромки від вертикалі і горизонталі не забезпечує нормальну роботу промислового робота, який проводить контактну точкову сварку, і вимагає примінення або спеціальних самовстановлюющихся клещів, або адаптивного робота.8.2.3 Помилки позиціонування за рахунок люфтів в кінематичній схемі маніпулятора
В достатньо складних механізмах, як правило, присутні люфти, котрі з’являються за рахунок зазорів, якщо не були прийняті спеціальні заходи по їх усуненню. Ці люфти в кінематичних парах сумуються і суттєво погіршують точність роботи механізму. Задача виявлення, вимірювання і усунення люфтів дуже добре вивчена і опублікована в багатьох виданнях.
рис 8.8. Кінематична схема приводу промислового робота ИЭС-690 (а) і діаграма люфтів до модернізації (б)
Звернемо увагу на ті специфічні особливості, котрі властиві промисловим роботам. Для цього розглянемо конкретні механізми азимутального повороту маніпулятора промислового робота ІЕС-690 (рис 8.8а). На схемі вказано кількість зубців на шестернях, що дозволяє порахувати передаточне число. Розрахунок, виконаний для конкретних умов виготовлення конічних і циліндричних шестернь, дає наступний сумарний люфт, приведений до кінця невидвинутої руки:
а відповідний сумарний люфт при повністю висунутій руці
Перед тим, як приймати рішення про використання тих чи інших заходів по зменшення або усуненню люфтів, доцільно визначити складові сумарного люфта в окремих ланках механізму.
На рис 8.8б представлена діаграма люфта Сп, приведеного до кінця руки робота, яка наглядно ілюструє складові сумарного люфта в трьох шестерінчатих передачах, приведених до вихідного валу редуктора азимутального повороту (вказані в радіанах і процентах). З діаграми слідує, що максимальний люфт спостерігається в останній ланці (85,24%). Точність позиціювання впливає на якість роботи ПР.
9. Мікропроцесорні пристрої в сенсорних системах роботів
На даний час все більш широкого застосування в промисловості та інших областях отримують системи технічного зору. Даний параграф присвячений задачам, методам та алгоритмам обробки відеоінформації. Поряд з цим розглядаються питання реалізації алгоритмів аналізу зображення.
9.1 Задачі відеоаналізу у робототехніці
Задачі в робототехніці можна поділити на двомірні (плоскі) і трьохмірні (об’ємні), одно і багатопредметні, статичні і динамічні.
При багатопредметній задачі на відміну від однопредметної в поле зору відеосенсора одночасно знаходиться декілька об’єктів.Мета відеоаналізу полягає в отриманні стислого опису зображення,яке інваріантне в заданому відношенні і відповідає на ті чи інші питання відносно зображуваних об’єктів.Ці питання торкаються геометричних та якісних характеристик, взаємного положення об’єктів.
Розглянемо коротко основні групи задач відеоаналізу.
Аналіз довільного одиничного об’єкта в кадрі.
Метою аналізу являється:
- Розпізнання типу об’єкта незалежно від його кутової орієнтації, просторового розміщення і в заданих межах від масштабування;
- Визначення просторових та кутових координат об’єкта;
- Визначення геометричних параметрів об’єкта і контроль якості.
Такими об’єктами можуть бути деталі, частини маніпуляторів, інтегральні схеми і т.д.
Аналіз декількох об’єктів, які одночасно знаходяться в кадрі. Мета аналізу в даній групі така, як і в попередній. Разом з тим для групи, яка розглядається додатково потрібно встановити місце знаходження кожного об’єкта і визначити взаємозв’язок зображуваних об’єктів.
Розглянемо ряд типових прикладів. Так, вимагається взяти з подаючого пристрою чи з автоматизованого складу конкретну деталь. Однак в полі зору відеосенсора знаходиться також частини подаючого пристрою та іншого виробничого обладнання, яке необхідно відрізняти від потрібної деталі. До цієї групи задач відносять монтаж бункера і розпізнавання штампованих текстів.
Широку групу складають задачі контролю, так як статично кожна п’ята операція в промисловості – це операція контролю. До них відносяться і візуальний контроль дисплею, який складається з декількох компонентів, у цьому випадку встановлюється положення одних компонентів виробу по відношенню до інших. Великий об’єм контрольних задач складає візуальне визначення якості штампованих плат і інтегральних мікросхем. Електричне тестування не дозволяє локалізувати велику кількість дефектів, тому його доповнює візуальний контроль. При виготовленні інтегральних схем візуальний контроль використовується як в процесі нанесення провідників, так і перед кінцевим розміщенням кристала в корпус. При цьому потрібно відрізнити металізовані точки від фонових, виділяти із цілісного зображення схеми контактні площадки, визначати їх координати, ступінь відхилення форми від заданої та ін. Кристал може досліджуватись на забруднення, тріщини, відносно великі області металізації, дефекти форми в цілому і окремих контактних площадок, а також на значне відхилення рівнів кольору.
Аналіз схематичного зображення. Робототехнічні системи являються компонентами ГАВ. Створення ГАВ зв’язане з роботами в області автоматизації проектування. Роль аналізу зображення в даному випадку полягає у вводі креслень, схем, рисунків, виконаних від руки, топографічним способом або світловим пером на дисплеї. В розглянутій групі задач розпізнавання прямих і кривих ліній, умовних позначень електричних елементів та ін. являється необхідним етапом. При вводі креслень, виконаних топографічним способом, механічне переведення зображення в пам’ять без розпізнавання вимагає надмірні вимоги до об’єму пам’яті ЕОМ. Креслення вводяться для наступного аналізу, наприклад для перевірки правильності схеми у відношенні з заданим еталоном. Це вимагає логічного кодування схеми.