Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота



Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота
Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота
Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота

 


Владельцы патента RU 2252862:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (ОАО "АВТОВАЗ") (RU)

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам контроля параметров контурных перемещений промышленных роботов. Сущность изобретения заключается в том, что при осуществлении контроля точности одновременно с внесением в систему управления геометрических размеров эталона дополнительно вносят значения параметров массы и центра масс эталона. В регистрирующую аппаратуру вносят допустимые значения величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора и параллельно с определением отклонений траектории манипулятора от заданной производят вычисление величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора за единицу времени. Затем сравнивают с допустимыми значениями, после чего судят о точности контурных перемещений и о присутствии в узлах механического привода манипулятора дефектов. Технический результат изобретения состоит в повышении точности контроля контурных перемещений робота и достоверности измерений. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам контроля параметров контурных перемещений промышленных роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация в робототехнике.

Известен способ контроля точности контурных перемещений промышленных роботов, реализованный в устройстве по а.с. СССР №1481060 МПК В 25 J 19/00, 11/00, заключающийся в том, что посредством измерительной головки, установленной с возможностью перемещения с помощью проверяемого робота, эталона с системой фиксации, трех датчиков линейных перемещений, два из которых установлены на измерительной головке, а третий - на эталоне и регистрирующей аппаратуры, связанной с датчиками, производится определение отклонений траектории манипулятора от запрограммированной.

Недостатком известного способа является низкая точность измерений, обусловленная невозможностью измерений отклонения запрограммированной траектории робота по всем трем координатам, так как в измерительной головке располагаются только два датчика линейных перемещений (датчик, установленный на эталоне, способен измерять только точность прихода робота в конечную точку траектории).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ контроля точности контурных перемещений промышленных роботов, реализованный в стенде для контроля точности контурных перемещений промышленных роботов по патенту РФ №2185953 МПК В 25 J 19/00, заключающийся в том, что закрепляют на последней оси манипулятора эталон, контактная часть которого выполнена в виде шарика, вносят в систему управления геометрические размеры эталона, подводят манипулятор в точку измерения, которой является пересечение осей чувствительности трех датчиков положения, закрепленных на опорной стойке таким образом, что ось чувствительности каждого из них сонаправлена с одной из осей декартовой системы координат, и запоминают начальные показания датчиков. Затем запускают на выполнение программу отработки роботом контурных перемещений, при которых происходит изменение ориентации эталона в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, и определяют отклонения траектории манипулятора от заданной с помощью трех датчиков положения, связанных с регистрирующей аппаратурой. По результатам измерений судят о точности контурных перемещений.

Недостатком данного способа является низкая точность контроля контурных перемещений промышленного робота, обусловленная недостаточной достоверностью измерений, так как не учитываются такие параметры эталона как масса и центр масс.

Положительным эффектом, получаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение точности контроля контурных перемещений промышленного робота и достоверности измерений. Для достижения положительного эффекта на последней оси манипулятора закрепляют эталон. Геометрические размеры и значения параметров массы и центра масс эталона вносят в систему управления робота. В регистрирующую аппаратуру вносят допустимые значения на величину рассеяния измерений контурной точности манипулятора для всех трех осей декартовой системы координат. Подводят манипулятор в точку измерения и запоминают начальные показания датчиков. Затем производят изменение ориентации эталона в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора. С помощью датчиков положения, связанных с регистрирующей аппаратурой, определяют отклонения траектории манипулятора от заданной и производят вычисление величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора, и сравнивают с допустимыми значениями. После чего судят о точности контурных перемещений и о присутствии в узлах механического привода манипулятора дефектов.

На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг.2 - структурная схема алгоритма определения величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора; на фиг.3 - графически представлены измеряемые величины контурной точности робота.

Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота рассмотрим на примере работы устройства, его реализующего.

Устройство содержит технологическое основание 1, три датчика 2, 3 и 4 линейных перемещений, опорную стойку 5, эталон 6 и регистрирующую аппаратуру, выполненную в виде персонального компьютера 7, оснащенного встроенным аналого-цифровым преобразователем 8. Датчики 2, 3 и 4 размещены на опорной стойке 5 таким образом, что ось чувствительности каждого из них сориентирована по одной из осей X, Y, Z декартовой системы координат, и подключены к аналого-цифровому преобразователю 8, встроенному в персональный компьютер 7. Эталон 6 имеет контактную часть в виде шарика 9, устанавливаемого с возможностью взаимодействия с датчиками 2, 3 и 4 линейных перемещений. Позициями 10 и 11 обозначены манипулятор контролируемого промышленного робота и его система управления соответственно.

Способ реализуется следующим образом.

Замеряемый манипулятор 10 робота устанавливают на технологическое основание 1. На последней оси манипулятора 10 закрепляют эталон 6, геометрические параметры которого вносят в систему управления 11 робота, также в систему управления 11 робота вносят массу и центр масс эталона 6. В программное обеспечение регистрирующей аппаратуры вносятся допустимые значения на величину рассеяния для всех трех осей декартовой системы координат. На конце эталона 6 находится шарик 9, центр которого для системы управления 11 робота является конечной точкой инструмента. Для проведения измерения в системе управления 11 робота находится программа, по которой робот подводит эталон 6 в точку замера. Точкой замера является точка пересечения осей чувствительности трех датчиков линейных перемещений 2, 3 и 4, закрепленных ортогонально друг другу на опорной стойке 5. Стойка 5 с датчиками 2, 3 и 4 сориентирована относительно технологического основания 1 таким образом, что оси чувствительности каждого из датчиков 2, 3 и 4, сориентированные по одной из осей X, Y, Z декартовой системы координат, сонаправлены с осями декартовой системы координат манипулятора 10 робота, установленного на основании 1. Запоминаются начальные показания датчиков 2, 3 и 4. После этого робот начинает отрабатывать программу контурного перемещения. По этой программе происходит изменение ориентации эталона 6 в пространстве без изменения положения центра шарика 9. Изменение ориентации происходит вокруг всех трех осей X, Y, Z декартовой системы координат робота, на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора 10. В идеальном случае, при таком характере контурного движения конечная точка инструмента робота (центра шарика 9) должна оставаться неподвижной в пространстве, на практике существуют отклонения конечной точки от заданных координат.

Снятие отклонений центра шарика 9 от программно заданных декартовых координат X, Y, Z производится с помощью трех датчиков 2, 3 и 4, сигналы с которых через аналого-цифровой преобразователь 8 передаются в системный блок компьютера 7, программное обеспечение которого производит обработку поступающих сигналов и вычисление отклонений центра шарика 9, результаты которого отражают точность контурных перемещений промышленного робота. С помощью алгоритма (представленного на фиг.2) осуществляют вычисление рассеяния результатов измерений контурной точности манипулятора за единицу времени, выраженной величиной размаха Rn=Rmax-Rmin. Превышение допуска на величину рассеяния результатов измерений контурной точности манипулятора говорит о возможной некачественной сборке узлов манипулятора 10 или о присутствии дефекта в узлах механического привода манипулятора 10.

Таким образом, данный способ обладает рядом преимуществ. Благодаря внесению значения параметров массы и центра масс эталона в программное обеспечение системы управления робота повышается достоверность результатов измерений, так как происходит корректировка динамической модели манипулятора с учетом нагрузки, которая на момент измерения находится на фланце последней оси манипулятора. Это следует из динамической модели манипулятора, выраженной в форме уравнений Ньютона-Эйлера, которые определяют динамическую связь между приводными моментами звеньев манипулятора и параметрами перемещения звеньев. Это уравнение имеет вид функции

где - ТG - приводные моменты звеньев,

- F - символ функции,

- qG - позиции звеньев,

- - скорости звеньев,

- - ускорения звеньев,

- ρ - вектор, содержащий инерционные параметры каждого звена (масса и центр масс звеньев).

Так как эталон закрепляется на последней оси манипулятора, то эту дополнительную нагрузку следует рассматривать как часть этой оси. Поэтому в динамической модели манипулятора необходимо учесть массу и центр масс эталона, что делается путем внесения в программное обеспечение системы управления робота соответствующих параметров.

Наличие в способе алгоритма определения максимальной величины рассеяния результатов измерений, позволяет в целом оценить качество сборки манипулятора и судить о присутствии или отсутствии дефектов в узлах механического привода манипулятора.

Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота, заключающийся в том, что закрепляют на последней оси манипулятора эталон, вносят в систему управления геометрические размеры эталона, подводят манипулятор в точку измерения, запоминают начальные показания датчиков, производят изменение ориентации эталона в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, определяют отклонения траектории манипулятора от заданной с помощью датчиков положения, связанных с регистрирующей аппаратурой, и по результатам измерения судят о точности контурных перемещений, отличающийся тем, что одновременно с внесением в систему управления геометрических размеров эталона дополнительно вносят значения параметров массы и центра масс эталона, в регистрирующую аппаратуру вносят допустимые значения величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора и параллельно с определением отклонений траектории манипулятора от заданной производят вычисление величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора за единицу времени, сравнивают с допустимыми значениями, после чего судят о точности контурных перемещений и о присутствии в узлах механического привода манипулятора дефектов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гироскопу адаптивного робота. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов таких, как точность, повторяемость, вибрация.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при автоматическом выполнении технологических операций. .

Изобретение относится к технологическому оборудованию и может быть использовано в исполнительных устройствах манипуляторов, работающих совместно с листогибочными машинами.

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при изготовлении захватов роботов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обеспечения безопасности оператора как при работе в гибком автоматизированном производстве, так и с отдельным оборудованием.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обеспечения безопасности оператора как при работе в гибком автоматизированном производстве, так и с отдельным оборудованием.

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение для механизированной загрузки, выгрузки, межоперационной транспортировки и проведения технологических операций над ТВЭлами.
Изобретение относится к робототехнике, в частности к системам защиты роботов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для защиты от перегрузок робота и рабочего инструмента. .

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к видеосенсорному устройству, которое может быть использовано при электродуговой сварке шва с произвольной конфигурацией промышленными роботами

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения плоских декартовых координат и углового положения тележки мобильного робота при его перемещении по горизонтальной поверхности в заданном помещении

Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано в различных отраслях промышленности преимущественно для сварки стыковых соединений металлических листов больших толщин плавящимся электродом в среде защитных газов в горизонтальном и вертикальном пространственных положениях

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для создания тепловой защиты в области органов управления пожарного робота с целью отражения и поглощения лучистой энергии, возникающей вблизи очага пожара

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам контроля параметров контурных перемещений промышленных роботов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация

Изобретение относится к лабораторной системе, имеющей устройство транспортировки для образцов, по меньшей мере одно устройство обработки для приготовления, анализа и/или процессинга образцов, по меньшей мере одно подвижное устройство манипулирования для манипулирования образцами в зоне действия устройства обработки и систему слежения, которая перемещается вместе с устройством манипулирования для поддержания безопасной дистанции

Изобретение относится к роботизированной системе, размещенной в металлургической или прокатной установке и сопоставленной рабочему месту или рабочей зоне работника, содержащей робот с системой управления роботом
Наверх