Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота

Авторы патента:

B25J19 - Вспомогательные устройства в манипуляторах, например для контроля, для визуального наблюдения; предохранительные приспособления, конструктивно сопряженные с манипуляторами или специально приспособленные к ним (предохранительные устройства общего назначения F16P; защита от радиации G21F)

Владельцы патента RU 2472612:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор 1 с закрепленным на фланце 6 его последнего звена калибровочным инструментом 7, оканчивающимся сферой 8, содержит систему 2 управления манипулятором, измерительную аппаратуру и регистрирующую аппаратуру в виде персонального компьютера 5. В качестве измерительной аппаратуры используется оптическая измерительная система с видеокамерой 3, подключенной через аналого-цифровой преобразователь 4 к персональному компьютеру. При этом видеокамера установлена с возможностью захвата всей рабочей зоны 10 манипулятора, а сфера калибровочного инструмента выполнена диаметром, значение которого занесено в память персонального компьютера. Система управления манипулятором промышленного робота запрограммирована с возможностью изменения ориентации калибровочного инструмента в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, при размещении сферы калибровочного инструмента в разных секторах рабочей зоны манипулятора. Изобретение обеспечивает повышение информативности результатов за счет обеспечения контроля во всех областях рабочей зоны манипулятора и повышение точности получаемого результата. 1 ил.

Известно устройство для контроля точности контурных перемещений робота, содержащее измерительную головку, шарнирно закрепленную с последней осью манипулятора робота и установленную с возможностью перемещения ее с помощью проверяемого робота вдоль линейной направляющей (А.С. СССР №896369, МПК G01В 5/00, G01В 5/08. Способ контроля точности перемещений руки робота / А.Ш.Колискор, М.И.Коченов - №2484588; Заявл. 12.05.1977; Опубл. 07.01.1982. - Бюл. №1).

К недостаткам известного устройства можно отнести ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью обеспечить измерения по всей рабочей зоне манипулятора, низкую точность измерений, вследствие невозможности измерений отклонения запрограммированной траектории робота по всем трем координатам, так как в измерительной головке располагаются только два датчика линейных перемещений, а также низкую производительность труда, так как полное исследование робота на точность контурных перемещений с помощью известного устройства потребует многократных измерений при различных положениях эталона.

Известно устройство для контроля точности контурных перемещений робота, содержащее основание, измерительную головку, установленную с возможностью перемещения с помощью проверяемого робота, эталон с системой фиксации, три датчика линейных перемещений, два из которых установлены на измерительной головке, а третий - на эталоне, и регистрирующую аппаратуру, связанную с датчиками (А.С. 1481060 СССР, МПК В25J 19/00, 11/00. Способ контроля точности контурных перемещений робота и устройство для его осуществления / A.M.Бахар, Л.М.Болотин - №4246857; Заявл. 19.05.1987; Опубл. 23.05.1989. - Бюл.19).

К недостаткам известного устройства относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью обеспечения измерения по всей рабочей зоне манипулятора, низкая точность измерений вследствие невозможности 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), а также низкая производительность труда, так как достаточно полное исследование робота на точность контурных перемещений с помощью известного устройства потребует многократных измерений при различных положениях эталона.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащий технологическое основание, манипулятор с закрепленным на фланце его последнего звена калибровочным инструментом, оканчивающимся сферой, систему управления манипулятором, три контактных датчика линейных перемещений и связанную с ними регистрирующую аппаратуру в виде персонального компьютера, оснащенного встроенным аналого-цифровым преобразователем, причем датчики линейных перемещений установлены на опорной стойке таким образом, что ось чувствительности каждого из них сориентирована по одной из осей декартовой системы координат, и каждый из датчиков находится в контакте с поверхностью сферы калибровочного инструмента (Пат. РФ 2185953, МПК В25J 19/00. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота / К.В.Жеребятьев, P.P.Кусов, П.Е.Судаков. - №2001103100/02; заявл. 02.02.2001; опубл. 27.07.2002).

Недостатками известного стенда для контроля точности перемещений промышленного робота являются невозможность осуществления измерительного контроля в различных областях рабочей зоны манипулятора, что ограничивает его функциональные возможности, и недостаточная точность контроля, т.к. при смещении центра сферы калибровочного инструмента с точки пересечения осей чувствительности контактных датчиков кривизна поверхности сферы приведет к возникновению разных для разных датчиков систематических погрешностей позиционирования, приводящих к нелинейным систематическим погрешностям измерительной системы в целом.

Техническими результатами заявленного стенда является расширение его функциональных возможностей, повышение информативности результатов за счет обеспечения контроля во всех областях рабочей зоны манипулятора, а также повышение точности получаемого результата вследствие устранения систематических погрешностей трехканальной измерительной системы с контактными датчиками в каждом канале, возникающих вследствие отклонения центра сферы калибровочного инструмента от точки пересечения осей чувствительности ортогонально установленных датчиков.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащем манипулятор с закрепленным на фланце его последнего звена калибровочным инструментом, оканчивающимся сферой, систему управления манипулятором, измерительную и регистрирующую аппаратуру в виде персонального компьютера, в качестве измерительной аппаратуры используют оптическую измерительную систему с видеокамерой, подключенной через аналого-цифровой преобразователь к персональному компьютеру, видеокамера установлена с возможностью захвата всей рабочей зоны манипулятора, сфера калибровочного инструмента имеет известный определенный диаметр, значение которого занесено в память персонального компьютера, а система управления манипулятором промышленного робота запрограммирована с возможностью изменения ориентации калибровочного инструмента в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, при размещении сферы калибровочного инструмента в разных секторах рабочей зоны манипулятора.

На фиг.1 схематично изображен стенд вместе с контролируемым промышленным роботом.

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота включает в себя манипулятор 1 универсального промышленного робота с системой 2 управления, видеокамеру 3, коммутируемую через преобразователь 4 с персональным компьютером 5. На фланце 6 последнего звена манипулятора 1 закреплен калибровочный инструмент 7 с наконечником в виде сферы 8 известного диаметра. Видеокамера 3 установлена на опорной стойке 9 таким образом, что в поле ее захвата попадает рабочая зона 10 манипулятора 1. Система управления 2 манипулятора 1 промышленного робота запрограммирована для изменения ориентации калибровочного инструмента 7 в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, при размещении сферы 8 калибровочного инструмента 7 в разных секторах рабочей зоны 10 манипулятора.

Стенд работает следующим образом.

Анализируемый манипулятор 1 устанавливают на технологическое основание. На фланец 6 манипулятора 1 закрепляют калибровочный инструмент 7 с наконечником в виде сферы 8, координаты центра которой совмещают с координатами характеристической точки рабочего органа манипулятора 1. В систему 2 управления записывают программу контурных перемещений манипулятора 1, которая обеспечивает изменение углов Эйлера последнего звена манипулятора вместе с калибровочным инструментом 7 при постоянстве пространственных координат центра сферы 8 в различных точках рабочей зоны 10 манипулятора 1, а в регистрирующую аппаратуру - допустимые значения величины погрешности позиционирования манипулятора.

В процессе эксплуатации стенда запускается программа контурных перемещений манипулятора 1 робота. При этом вследствие сферической формы наконечника калибровочного инструмента 7 в системе обработки изображения видеокамеры 3 не происходит отклонения координат центра сферы 8 от начальных значений вследствие изменения углов Эйлера. Однако, если параметры реального манипулятора 1 отличны от идеального, параметры которого зашиты в систему 2 управления робота, то произойдет отклонение координат центра сферы 8 от начальных значений, зафиксированных перед началом выполнения программы контурного перемещения звеньев манипулятора 1. Данное отклонение будет характеризовать точность контурных перемещений промышленного робота в конкретной точке рабочей зоны 10. Затем калибровочный инструмент 7 со сферическим наконечником перемещается в следующую точку рабочей зоны 10 манипулятора 1 и процесс измерения продолжается до тех пор, пока не будет охвачена вся рабочая зона манипулятора. Поскольку оптическая система видеокамеры 3 фиксирует плоское изображение сферы 8 калибровочного инструмента, то известный диаметр сферы 8, значение которого записано в памяти персонального компьютера 5, позволяет по изображению отклонения центра сферы 8 от начального значения в той или иной точке рабочей зоны 10 манипулятора 1 перейти к реальным отклонениям, являющимся показателями точности контурных перемещений робота в его рабочей зоне.

Таким образом, данный стенд обладает рядом существенных преимуществ. Бесконтактный способ съема информации позволяет уйти от каких-либо погрешностей, вызываемых наличием контактных средств измерения и механических цепей. При этом обеспечена возможность определения точности контурных перемещения робота во всех областях его рабочей зоны, что существенно повышает информативность стенда. Повышается надежность стенда в целом, т.к. устранена возможность механического контакта системы измерения и манипулятора с калибровочным инструментом.

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор с закрепленным на фланце его последнего звена калибровочным инструментом, оканчивающимся сферой, содержащий систему управления манипулятором, измерительную аппаратуру и регистрирующую аппаратуру в виде персонального компьютера, отличающийся тем, что в качестве измерительной аппаратуры используется оптическая измерительная система с видеокамерой, подключенной через аналого-цифровой преобразователь к персональному компьютеру, при этом видеокамера установлена с возможностью захвата всей рабочей зоны манипулятора, сфера калибровочного инструмента выполнена диаметром, значение которого занесено в память персонального компьютера, а система управления манипулятором промышленного робота запрограммирована с возможностью изменения ориентации калибровочного инструмента в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, при размещении сферы калибровочного инструмента в разных секторах рабочей зоны манипулятора.

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

Способ и устройство тепловой защиты пожарного робота // 2403928

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.

Способ дуговой сварки толстолистового металла методом "поперечная горка", сварочный автомат и видеосенсорный блок для реализации способа // 2372176

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.

Устройство, способствующее автоматической стыковке робота // 2355564

Устройство для автоматической установки и демонтажа инструментов на роботе // 2342244

Способ визуального контроля ориентации тележки мобильного робота при его перемещении по горизонтальной поверхности в заданном помещении // 2307730

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.

Видеосенсорное устройство // 2274527

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

Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота // 2252862

Гироскоп адаптивного робота новинькова // 2221689

Изобретение относится к гироскопу адаптивного робота. .

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота // 2185953

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

Лабораторная система // 2476308

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

Роботизированная система взаимодействия // 2479414

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

Робот для неблагоприятных условий внешней среды // 2525008

Настоящее изобретение относится к промышленному роботу, приспособленному к воздействию соленой воды, вызванному неблагоприятной внешней средой. Промышленный робот содержит руку робота с множеством компонентов руки, выполненных с возможностью перемещения друг относительно друга вокруг множества сочленений, и электрические двигатели, обеспечивающие перемещение компонентов руки. При этом по меньшей мере некоторая часть наружной поверхности компонентов руки робота выполнена со стойким к воздействию соленой воды покрытием, содержащим наночастицы. Изобретение позволяет обеспечить работу робота с дистанционным управлением в средах, которые являются опасными, труднодоступными для людей и/или такими, в которые доступ людей невозможен. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система передачи промышленного робота, промышленный робот и способ для поглощения влаги // 2529932

Изобретение относится к промышленному роботу и системе очистки смазки его коробки передач. Промышленный робот содержит двигатель и коробку передач, содержащую смазку. Коробка передач снабжена интегрированным поглощающим влагу устройством, содержащим поглощающее влагу вещество. Изобретение также относится к способу для предотвращения повреждения смазки из-за поглощения влаги внутри промышленного робота, используемого в среде с высокой влажностью. Достигается повышение долговечности работы устройства. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ измерения положения компонента // 2542960

Изобретение относится к способу определения положения детали в процессе сборки. Деталь 1 захватывают с помощью зажимного патрона 2 в положении захвата, которое зарегистрировано как положение А начала отсчета при измерении. Блокируют лучи 3 и 4 света лазерного или оптического датчика в направлении, пересекающем деталь, в положении блокировки. Посредством измерительного блока измеряют позиционное отклонение детали в положении блокировки в наклонном направлении относительно зажимного патрона. Получают величину Н отклонения путем сравнения измеренного значения с зарегистрированным положением А начала отсчета при измерении. Получают значение h поправки измерения для положения С ведущего конца детали на основании соотношения подобия между виртуальным треугольником, полученным путем задания величины отклонения в качестве одной стороны и положения А начала отсчета в качестве одной точки, и виртуальным треугольником, проходящим через положения В и В' блокировки и ведущий конец детали. Получают величину Δz позиционного отклонения ведущего конца детали путем сложения величины Н отклонения и значения h поправки измерения. Изобретение позволяет точно распознавать положение ведущего конца детали, даже когда зажимной патрон захватывает деталь с наклоном. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Поворотная конструкция типа эндоскоп // 2557947

Изобретение относится к энергетике. Гибкая поворотная конструкция неразрушающего контроля содержит продольный корпус и привод, позволяющий изменять изгиб части продольного корпуса, причем привод удерживается держателем, сопряженным с продольным корпусом, дистальная часть которого расположена в стороне или смещена относительно продольного корпуса и соединена с частью продольного корпуса посредством проволоки натяжения. Изобретение позволяет установить более точную установку согнутой части продольного корпуса. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Система двигателя, двигатель и содержащее его устройство робототехнического манипулятора // 2584359

Изобретение относится к двигателю для робототехнического манипулятора и робототехническому манипулятору. Согласно изобретению двигатель содержит зубчатую рейку, имеющую на своей поверхности структуру с периодическим расположением элемента зацепления по меньшей мере в двух направлениях. С упомянутой зубчатой рейкой входит в зацепление множество зацепляющих элементов. Приведение в действие зацепляющих элементов вперед и назад в направлении структуры поверхности периодически и со сдвигом по времени позволяет осуществлять линейное перемещение. Изобретение обеспечивает высокую точность во время линейного движения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Модуль обнаружения препятствий и робот-уборщик, включающий в себя таковой // 2591912

Изобретение относится к модулю обнаружения препятствий и роботу-уборщику, включающему упомянутый модуль. Робот-уборщик содержит корпус, приводное устройство для приведения в движение корпуса, модуль обнаружения препятствий для обнаружения препятствий вокруг корпуса и устройство управления для управления приводным устройством на основании результатов, полученных модулем обнаружения препятствий. Модуль обнаружения препятствий содержит по меньшей мере один излучатель света и приемник света. Излучатель света включает в себя источник света и широкоугольную линзу для преломления или отражения света от источника света для рассеивания падающего света в виде плоского света. Приемник света содержит отражающее зеркало для повторного отражения отраженного света, отражаемого препятствием, для генерации отраженного света, оптическую линзу, отнесенную от отражающего зеркала на заданное расстояние, чтобы позволить отраженному свету проходить через оптическую линзу, и датчик изображений и схему обработки изображений. Изобретение позволяет повысить точность обнаружения препятствий без использования множества датчиков или отдельного сервомеханизма. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 52 ил.

Многокоординатный промышленный робот с интегрируемым инструментом // 2603938

Изобретение относится к области многокоординатных промышленных роботов. Промышленный робот содержит конструкцию основания, шарнирно-сочлененное запястье робота и цепь шарнирно-сочлененных друг с другом элементов робота, соединяющих конструкцию основания с запястьем робота. Запястье робота оканчивается фланцем, с которым жестко соединена сварочная головка электрической точечной сварки, требующая подачи питания и/или текучей среды. Через цепь шарнирно-сочлененных друг с другом элементов робота и через запястье робота образован непрерывный внутренний проход, вмещающий кабели и/или трубки для подачи питания и/или текучей среды к сварочной головке. Кабели и трубки проходят через непрерывный внутренний проход робота и далее без разрыва через проход, образованный во фланце, и внутри несущей конструкции сварочной головки, вплоть до входа в соединительный элемент, предусмотренный в задней стенке трансформатора, обращенной к фланцу робота, благодаря чему кабели и трубки расположены полностью внутри робота и сварочной головки без необходимости прокладки отдельных кабелей или трубок для сварочной головки, соединяемых с кабелями и трубками робота. 3 з.п. ф-лы, 17 ил.

Устройство повышения устойчивости к ударам и тряске // 2606684

Изобретение относится к области робототехники и автоматизации, а именно к крепежному элементу для повышения устойчивости робота к ударам и тряске. Крепежный элемент выполнен с возможностью установки в том же управляемом блоке, что и рабочий инструмент робота, и содержит первую плиту (201) и вторую плиту (202), обращенную к элементу рабочего инструмента робота. Первая и вторая плиты (201; 202) выполнены с возможностью соединения с тросовой сборкой (203), тросовый материал в которой является, по существу, неэластичным. Тросовая сборка выполнена с возможностью при воздействии внешней силы, превышающей заранее заданный уровень, уменьшать повреждение, вызванное указанной силой, за счет деформации своей формы. Изобретение позволяет снизить риск повреждения робота в случае получения им сотрясения и использовать его в условиях, требующих точность. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.