Порядок выполнения работы

1. Для заданного варианта техпроцесса создать эскизы объектов оборудования.

2. Определить значения углов ориентации и высоту в характерных точках техпроцесса.

3. Построить частные зоны достижимости для характерных точек оборудования, используя программу RSIMTCH.

4. Выбрать места расположения технологического оборудования.

5. Создать макеты объектов оборудования и деталей при помощи программы RSIMCELL и разместить их в ячейке.

6. Установить список пар графических примитивов для выполнения теста столкновений.

7. Сохранить файл с моделью ячейки и передать его программе RSIMTCH.

8. Убедиться в достижимости рабочих точек и отсутствии столкновений робота и манипулируемой детали с оборудованием.

9. Написать программу управления роботом на языке ARPS для выполнения им технологической задачи.

На рис. 3.3-3.6 изображен пример компоновки ячейки РТК. Задачей робота является захват детали с ленты конвейера, перенос ее на вертикально-сверлильный станок и затем в бункер.

Рис.3.3. Захват детали с конвейера. Рис.3.4 Установка детали на станок.

Рис.3.5. Частная зона достижимости для операции захвата

Рис.3.6 Частная зона достижимости для операции установки.

Содержание отчета

Отчет выполняется согласно ГОСТ каждым студентом индивидуально и после проверки студент допускается к защите лабораторной работы. В отчете должна содержаться следующая информация:

1. Перечень выбранных параметров (высота, ориентация инструмента и конфигурация руки робота) для построения частных зон достижимости для каждого вида оборудования.

2. Чертежи частных зон достижимости относительно робота.

3. Чертеж спроектированного робототехнического комплекса с указанием положения характерных рабочих точек в мировой системе координат (распечатка файла обученных точек).

4. Тестовая ARPS-программа выполнения заданного техпроцесса.

Варианты заданий

Варианты техпроцессов для выбора компоновки РТК и составления управляющей программы робота:

А. Складирование роботом деталей в палетту из питателя. Переменный параметр N = размер палетты.

В. Сортировка роботом деталей с конвейера в накопители (отбраковка). Переменный параметр N - количество типов деталей (соответственно количество накопителей).

С. Последовательная загрузка/разгрузка роботом обрабатывающих центров одной деталью из питателя. Переменный параметр N -количество обслуживаемых станков.

D. Сборка деталей на столе из различных частей, находящихся в питателях. Переменный параметр N - количество типов деталей.

Лaбopaтopнaя paбoтa 4 (Теоретическая часть)

Планирование траектории движений робота рм-01

Цeль paбomы – получить знания о реализации задачи планирования траекторий и динамике шестистепенного антропоморфного робота типа PUMA.

1 Общая задача планирования траекторий и системы координат, принятые в системе программирования пр рм-01

Под траекторией движения манипулятора будем понимать пространственную кривую, вдоль которой движется характеристическая точка схвата ( конец инструмента) из начальной точки в конечную.

Различные способы планирования различаются по применяемым методам аппроксимации и интерполяции траектории вдоль опорных точек, для которых положение характеристической точки схвата рассчитывается. Начальная и конечная точки траектории могут задаваться как во внутренних, так и во внешних (чаще всего декартовых) координатах. Планирование во внутренних координатах характерно для позиционного управления, когда имеет значение положение схвата ( инструмента ) только в терминальных точках. Во внешних координатах планируют траекторию, если роботом выполняются различные технологические операции, требующие движения инструмента строго по заданным контурным кривым ( дуговая сварка, зачистка заусенцев, лазерная резка, покраска и др. ). Как правило, в современных роботах могут быть реализованы контурные кривые, аппроксимируемые прямыми и(или) дугами окружностей. При этом должна быть обеспечена плавная стыковка различных участков траектории, если требуется движение робота без остановки в промежуточных точках.

Задание траектории предполагает задание ограничений по положению скорости и ускорению в ее узловых точках. Предельные значения скоростей и ускорений определяются динамическими возможностями манипуляторов и рассчитываются предварительно до запуска робота в серию.

В роботе РМ-01 используются три системы координат:

– внутренние координаты (joint), которыми являются относительные углы поворота суставов ;

– мировая система координат ( ) (world), являющаяся инерциальной для робота. В роботе РМ-01 ее основание помещено в точку пересечения осей первой и второй степеней подвижности. При этом ось направлена перпендикулярно основанию робота от него, ось перпендикулярна колонне робота и направлена в сторону противоположную месту расположения двигателя первого сустава, ось дополняет систему координат до правой;

– система координат инструмента ( ) (tool) связывается с характеристической точкой схвата (инструмента), который крепится к фланцу робота. Фрейм инструмента задается относительно системы координат последнего звена ( ). При нулевых параметрах инструмента эти системы координат совпадают.

Для получения математической модели, дающей соотношение между внутренними (обобщенными) и внешними координатами, воспользуемся преобразованием Денавита - Хартенберга. Каждое i-e звено при этом описывается четырьмя параметрами, которые можно определить совмещая системы координат (i-l)-гo и i-го звеньев. Правила формирования систем координат звеньев подробно рассмотрены в первой лабораторной работе.

Переход из (i-1)-й в i-ю систему координат осуществляется с помощью последовательных поворотов и переносов, описываемых матрицей , которая имеет следующий вид :

Используя подобные матрицы преобразования, можно выразить координаты точки P , заданные в i-й системе координат, относительно (i-1)- ой системы координат, с помощью соотношения

На рис. 3.1 приведена схема ПР РМ-01 с изображением систем координат звеньев расставленных в соответствии с правилами Денавита-Хартенберга. Параметры манипулятора РМ-01 представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

звено	i град	αi град	ai mm	di mm	Диапаз.углов град	макс.скор. град/с
1	*	-90	0	0	-160..160	90
2	*	0	431.8	149.09	-223..43	60
3	*	90	-20.31	0	-52..232	136
4	*	-90	0	433.07	-98.. 170	256
5	*	90	0	0	-100..100	256
6	*	0	0	56.25	-268..268	268