11.6. Средства очувствления промышленных роботов

Оснащение ПР информационными системами очувствления (сенсорными устройствами) позволяет быстро и точно измерять параметры внешней среды, состояние узлов и систем робота, обеспечить надежную перестройку ПР на точное выполнение новых операций.

1. Средства технического зрения роботов лесной индустрии должны выдавать информацию о размерно-качественных ха­рактеристиках обрабатываемых лесоматериалов, о положении узлов механизмов и др.

Здесь наиболее приемлемыми являются бесконтактные оп­тические методы в теневом исполнении, когда контролируемый объект располагается между источником света и рецептором-датчиком. Применение передающих трубок телекамер-суперорти-конов, видиконов, диссекторов, кремниконов позволяет в одном кадре иметь число элементов от 100x100 до 2000x2000, за счет чего удается воспринимать значительный объем визуальной ин­формации.

Создан новый класс — интегральные фотоприемные устрой­ства (ИФУ) двух типов: интегральные фотоприемные матрицы (фотодиодные) с числом элементов от 10x10 до 800x800 и ин­тегральные фотоприемные линейные структуры с разрешающей способностью до 2000 линий.

Требования по снижению габарита, увеличению долговеч­ности, механической прочности сенсорных устройств ПР делают

ИФУ предпочтительными. Наиболее перспективными средствами технического зрения ПР в лесной отрасли являются приборы с зарядовой связью (ПЗС). По сравнению с другими ИФУ ПЗС имеют более высокую степень интеграции и более низкую по­требляемую мощность, идентичность параметров отдельных ячеек.

Отечественной промышленностью выпускается ряд линейных ПЗС, например К1200ЦЛ2 с числом элементов 2000, выпуска­ются матричные ПЗС К1200ЦМ2 с числом элементов 288x256, 360x576, 576x512 и др. Серийно выпускается телевизионная установка «Матрица» с телекамерой на ПЗС КТП-79 с диапа­зоном температуры окружающей среды от —10 °С до +35 °С, с освещенностью от 100 до 1000 лк. Исследования, проведенные в СибТИ, ВЛТИ, показали, что бесконтактные оптические ме­тоды с использованием телекамер позволяют измерять геомет­рические размеры лесоматериалов, пиломатериалов, кривизну и овальность сечений круглых лесоматериалов и другие пара­метры.

2. Силомоментные системы очувствления обеспечивают изме­рение компонент вектора сил и вектора моментов, развиваемых манипулятором в процессе взаимодействия с объектом в проек­ции на систему координат датчика сил и моментов. Эта система нужна для ПР сборки, шлифовки мебели, когда требуется раз­вивать строго дозированное силовое воздействие на элементы мебели. Наиболее приемлемыми являются тензометрические датчики.

3. Локационые системы очувствления позволяют обнаружи­вать подвижные и неподвижные объекты, определять их место­положение в зоне обслуживания, осуществлять наведение и за­хватывание объектов обработки. Для этого используются ла­зерные и ультразвуковые устройства, которые необходимы для автоматического наведения захватных, пильных органов лесных машин.

4. Тактильные системы очувствления применяются для кон­троля момента касания объекта, местоположения точки кон­такта, наличия объекта в захвате и факта его потери, величины контактного давления. Здесь в основном используются датчики усилий.

5. Датчик состояния узлов и систем ПР служат для обеспе­чения высокой точности позиционирования приводных систем манипулятора. Это аналоговые и цифровые датчики линейного и углового положения звеньев манипулятора, скорости и крутя­щего момента. Понятно, здесь наиболее приемлемы датчики пе­ремещений, на выходе которых получается соответствующий цифровой код, воспринимаемый микроЭВМ. Эти датчики осо­бенно необходимы для автоматических манипуляторов подачи, перекладки круглых лесоматериалов, пиломатериалов. Тип

исполнительных устройств лесных роботов определяет масса хлы­стов, бревен, брусьев, а также пачек круглых лесоматериалов и пиломатериалов. Поэтому на лесозаготовках получили массо­вое распространение манипуляторы с гидроприводом линейного перемещения рабочих органов, реже с вращательным движе­нием. В технологиях лесопиления и деревообработки наряду с гидравлическими манипуляторами используются манипуля­торы с электроприводом, пневмоприводом.