Способ ориентации инструмента манипулятора относительно поверхности

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано, например, для автоматизации сборки и дуговой сварки. Для измерения используют датчик расстояния, который перемещают к объекту, фиксируют расстояние от датчика до контролируемой поверхности и меняют направление его оси чувствительности до получения максимального выходного сигнала и после достижения экстремума измеряют угловые координаты датчика. 3 ил.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано, например, для автоматизации сборки и дуговой сварки.

Известен способ ориентации манипулятора, заключающийся в том, что посредством соответствующих датчиков, связанных с манипулятором, производится определение координат его положения относительно системы координат [1] Недостатком известного способа является недостаточная точность, поскольку не определяется в процессе ориентации направление нормали.

Наиболее близким техническим решением является способ ориентации инструмента манипулятора, реализованный в устройстве для коррекции положения манипулятора, заключающийся в том, что подводят манипулятор с инструментом к поверхности, фиксируют его в заданной точке и определяют угловые координаты инструмента с помощью угловых и линейных перемещений, соответствующим образом связанных с его системой управления [2] Целью изобретения является повышение точности ориентации.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства, на котором реализуется данный способ; на фиг. 2 изображена графическая зависимость, характеризующая заявляемый способ; на фиг.3 структурная схема.

Способ ориентации инструмента манипулятора относительно поверхности рассмотрим на примере работы устройства, его реализующего.

Устройство содержит манипулятор 1, закрепленный на платформе 2, инструмент с установленным на нем датчиком расстояния 3 и систему 4 управления манипулятором 1, включающую измерительный преобразователь 5 связанный с датчиком 3 и индикатор экстремума 6. Позицией 7 обозначена обрабатываемая поверхность, относительно которой производится ориентация инструмента. Манипулятор 1 оснащен так же датчиками угловых и линейных перемещений (на чертежах не показан).

Способ осуществляется следующим образом.

Манипулятор 1 подводят к обрабатываемой поверхности 7 на такое расстояние, чтобы инструмент с датчиком 3 оказались в зоне чувствительности последнего. После чего фиксируют манипулятор 1 в заданной точке и измеряют расстояние до поверхности 7. Сигнал с датчика 3 поступает на преобразователь 5 системы управления 4, к выходу которого подключен индикатор экстремума 6. Инструмент манипулятора 1 будет направлен по нормали к поверхности 7 при значении угла γ = 0, где γ угол между нормалью и осью датчика 3, который взаимосвязан с величиной X, где X расстояние до поверхности 7, т.е. g = F(X).. Таким образом сигнал F(X) на выходе измерительного преобразователя 5 пропорционален углу γ между нормалью и осью датчика 3. Состоянию, когда нормаль к поверхности 7 и ось чувствительности датчика 3 совпадают, т. е. g = 0,, будет соответствовать максимальное (или минимальное, в зависимости от типа датчика 3) значение F(X). Зависимость между этими величинами при различных фиксированных расстояниях отражена на графике (фиг.2). Здесь X₁<X<..

После фиксации манипулятора 1 в заданной точке и измерения расстояния до поверхности 7, путем изменения угловых координат инструмента по команде от системы управления 4, изменяют положение датчика 3 в пространстве до получения экстремального значения величины его показаний, по которому судят о совпадении оси чувствительности датчика с нормалью к поверхности 7. При этом на выходе измерительного преобразователя 5 появляется максимальный по величине сигнал, который фиксируется индикатором экстремума 6. Как только индикатор 6 срабатывает, система управления 4 автоматически снимает показания датчиков угловых и линейных перемещений (на чертежах не показаны).

Формула изобретения

Способ ориентации инструмента манипулятора относительно поверхности, заключающийся в том, что подводят манипулятор с инструментом к поверхности, фиксируют его в заданной точке и определяют угловые координаты инструмента с помощью датчиков угловых и линейных перемещений, соответствующим образом связанных с его системой управления, отличающийся тем, что предварительно устанавливают на инструмент датчик расстояния, после фиксации манипулятора с инструментом в заданной точке изменяют положение данного датчика в пространстве до получения экстремального значения величины его показания, по которому судят о совпадении оси чувствительности датчика с нормалью к поверхности, а угловые координаты инструмента определяют в точке экстремума.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3