Файл: Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы..pdf

приводит к повышению пропускной способности и надежности свя­ зывающего их канала.

План сборки в целом, планы сборочных операций и описания необходимых движений реализованы в виде ориентированных гра­ фов и могут задаваться в произвольном порядке. Другими словами, оператор может ввести программирование «сверху вниз», или «снизу вверх», или любым удобным для него способом. Имеется возмож­ ность накапливать вводимую информацию в архиве, где она будет храниться и откуда может быть снова извлечена (для этого исполь­ зуется магнитный диск ЕС 5050). После того как вся информация введена в ЭВМ, система оказывается способной выполнить автомати­ ческую сборку.

Автоматическая сборочная система представляет собой простые и гибкие средства для организации самых разнообразных специа­ лизированных движений, которые требуются при выполнении сборки. Эти движения могут быть медленными и быстрыми, точными и гру­ быми, колебательными, силовыми, прерываемыми в зависимости от любых комбинаций показаний датчиков очувствления. Программ­ ные средства системы включают ряд подсистем, обеспечивающих управление роботом в основном рабочем режиме (режиме автомати­ ческой сборки), а также предоставляющих возможность операторуирограммисту выполнять предварительное планирование работы, робота. В состав основных программ входят следующие пять под­ систем 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

врамках дисковой операционной системы. Первые пять подсистем работают на этапе планирования сборки оператором-программистом. Шестая подсистема осуществляет управление автоматической сборкой.

Вкачестве примера, иллюстрирующего работу программы управ­ ления, рассмотрим операцию NOl 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.

План сборочной операции показан на рис. 7.7. Будем считать, что стержень устанавливается в отверстие правой рукой, т. е. типы контуров всех движений, участвующих в операции N01, определяют

вкачестве 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 N K D 1 ) подвода стержня к отверстию и запускает его на исполнение в первом процессе. В результате вы­ полнения этого движения стержень перемещается в окрестность отверстия, а его ось ориентируется вертикально. Условием NC1,

209

I

Выход с кодом О

Рис. 7.7. План сборочной операции

приписанным данному движению, является выход манипулятора

втребуемую конфигурацию с заданной точностью. В то время как

впервом процессе исполняется движение подвода, во втором процессе осуществляется циклическая проверка отклонения текущей конфи­ гурации манипулятора от требуемой. Эта проверка осуществляется с помощью потенциометрических датчиков положения звеньев мани­ пулятора. Если отклонение становится больше допустимого, то движение подвода считается законченным, проверка условия пре­ кращается и вырабатывается код ответа 0.

После этого в соответствии с планом сборочной операции второй процесс, запускает исполнение движения, обеспечивающего уста­ новку N K D 2 . Это движение заключается в том, что торец стержня слегка прижимается к горизонтальной плоскости детали и осуще­

ствляются 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

210

претатор во втором процессе пытается выбрать из плана сборки очередную операцию, убеждается, что ее нет, и заканчивает сборку.

Длительность такта управления в системе составляет 33 мс. С этой частотой происходит опрос датчиков робота и изменяются значения управлений на его двигателях.

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

При проведении экспериментов было выполнено планирование сборки масляного насоса, и в память управляющей ЭВМ была вве­ дена соответствующая информация — план сборки, планы сборочных операций, а также описания необходимых движений. Характеристики этой информации, позволяющие составить представление о том, какие данные и в каком объеме требуются для описания сборки, приве­ дены ниже.

»вершин в планах сборочных операций . . 68 (10 вершин —■-

выходных)

»вершин в планах услови й ............................. 86 (23 вершины —

Далее проводились пооперационные и сквозные процессы сборки, в течение которых подбирались значения времени, отводимого на исполнение различных контуров движения, а также параметры условий. Значения времени выбирались так, чтобы по возможности ускорить сборку при сохранении ее стабильности, а параметры усло­ вий — с таким расчетом, чтобы обеспечить надежный контроль за правильностью исполнения различных действий. Общее время сборки масляного насоса составило 4 мин 17 с.

Проведенные эксперименты показывают, что применение ЭВМ в контуре управления сборочного робота позволяет осуществлять достаточно большую последовательность разнородных сборочных

212

Гл а в а АДАПТИВНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ ДЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ

8 ОПЕРАЦИЙ

8.1. Адаптивные роботы для участков механической обработки

Робототехнические комплексы для механической обработки включают основное программно-управляемое оборудование (метал­ лорежущие станки, прессы, штампы и т. п.), роботы, а также кон­ вейеры, магазины, тару и т. п. При этом роботы служат в первую очередь для автоматизации вспомогательных операций по установке, перемещению и снятию заготовок. В ряде случаев на них возлагают и некоторые технологические операции, например, резку лазером, снятие фасок, сверление, нарезание резьбы, ковку, шлифование и полирование. Качественное выполнение всех этих операций воз­ можно лишь при использовании адаптивных роботов.

При создании робототехнических комплексов на базе металло­ режущих станков предпочтение отдается станкам с числовым про­ граммным управлением (ЧПУ) и обрабатывающими центрами. Пре­ имущество таких станков по сравнению со специализированными станками-автоматами заключается в их универсальности: простой заменой программы резания станок с ЧПУ перестраивается на новый тип операций или режим работы. Однако слабым местом станков с ЧПУ до последнего времени оставалась необходимость ручного труда при установке заготовки, смене режущего инструмента и съеме готовой детали.

Внастоящее время появились новые станки и обрабатывающие центры, сочетающие станок с ЧПУ с одним или несколькими автома­ тическими манипуляторами. Примером таких комплексов является робототехнический комплекс для токарной обработки фирмы «Бош» (ФРГ), представленный на рис. 8.1.

Изменчивость производственных условий, неизбежные на прак­ тике возмущения и помехи обусловливают необходимость гибкой приспособляемости робототехнических комплексов, а также адаптив­ ности как основного технологического оборудования, так и обслу­ живающих его роботов. Следует указать, что элементы адаптации появились в металлорежущих станках задолго до внедрения ЧПУ

ироботов. Известны отечественные системы регулирования скорости резания в зависимости от температуры резца и упругих деформаций станка.

Всовременных станках с ЧПУ средства адаптации используются для автоматической коррекции и оптимизации режимов обработки (подачи, скорости) в зависимости от заранее неизвестной фактиче-

2 1 4