53. Промышленные роботы.

Классификация роботов

Многочисленные манипуляционные устройства внешне зачастую выгля­дят очень похожими, но могут сильно различаться по уровню управления, способу программирования и области применения. Например автоматизиро­ванные манипуляторы, автоматы для выполнения задач типа Pick-and-Play («взять-и-положить»), обслуживаю­щие и сервисные роботы и, наконец, промышленные роботы

Ро­боты — это автоматы универсального типа, способные выполнять движе­ния с множеством траекторий.

Эти движения свободно програм­мируются в смысле их последователь­ности и траектории. Механического вмешательства, например для пе­рестановки предельных выключателей Кроме того, траектории движений и последо­вательность их выполнения могут уп­равляться с помощью сенсоров.

Обслуживающие роботы пред­ставляют собой самоходные автоматы для обслуживания технологических линий, сервисные роботы рассчи­таны преимущественно для работ в сфере службы быта.

Манипуляционные автоматы с жестким программированием находят применение в случае неизменяемых двигательных процессов, например при загрузке пресса или монтаже серийных изделий.

54. Системы координат роботов.

Тип, расположение и число подвижных единиц (осей) у робота определяет не только его внешний вид, но также его рабочее пространство и затраты на технику управления. Подвижными единицами являются шарнирные соединения (вращательные оси, оси R) или прямолинейные направляющие (передаточные оси, оси Т).

Для достижения разных точек в пространстве требуется три оси так называемые основные оси, образующие собственно механическую руку

Для установки захватного механизма или инструмента в любом направлении рабочего пространства (для собствен­но ориентации) требуется еще три оси: это будут, так сказать, оси «запястья», которые всегда являются ротационны­ми

Для установки робота в опре­деленной позиции в его рабочем пространстве нужно в целом шесть осей — в соответствии с шестью сте­пенями свободы движения «тела» ро­бота в пространстве.

При этом следует различать три степени свободы для позициониро­вания, например с координатами X, Y, Z, и три степени свободы для ори­ентации с осями вращения: D — для движения качения, Е — для движения наклона (кивания) и Р — для движе­ния качания (рис. 647).

Системы координат Для управления движениями робота требуется его точное описание в отно­сящемся к нему рабочем пространстве — с принятием во внимание изделий, с которыми будет иметь дело данный робот. Такое описание включает в себя положение робота относительно его окружения с учетом возможных манипу­ляций с соответствующими деталями и производится на основе прямоуголь­ных, то есть декартовых координат Системы координат, предлагаемые пользователю для управления движениями и программирования роботов, называют координатными системами программирования, или координатными системами пользователя.

Система координат мира

Исходная системе координат, введенная во внешнем мире робота. В случае роботов, не меняющих свое местоположение, такая система описывает роботизированную ячейку с помощью координатных осей Х_we ,Y_we, Z_we, причем ось Z направлена вертикально вверх. Установленная однажды, эта система координат не претерпевает уже никаких изменений.

Система координат, связанная с основанием робота Эта система координат отнесена к конкретному роботу и обычно определясь»! ся с таким расчетом, чтобы относящаяся сюда монтажная площадка располагалась в плоскости X_RB-Y_RB, а ось Z_RB приходилась на центр робота.

Если робот устанавливается на ровной поверхности и ориентируется в ризонтальном и вертикальном направлениях, то между системой координат мира и системой координат, связанной с основанием робота, возможен лшиь один сдвиг и одно проворачивание относительно оси Z. У многих роботов система координат основания может изменяться, с учетом машинных данных, во всех 6 степенях свободы, так что и в случае наклонно установлениями робота можно получить абсолютно вертикальную ось Z_RB.

Часто проблемой становится точное выравнивание системы координат, связанной с основанием робота, так как — в отличие от станка — здесь отсутствуют плоскости для установки уровня, а центральная часть робота остается недоступной для измерительных приборов.

Система координат, связанная с фланцем Связанная с фланцем система координат относится к последней оса с координатами Х_п, Y_n и Z_n. Относительно этой системы координат центрируются все имеющиеся инструменты и захватные устройства руки роботы. На основе схемы расточки фланца определяется положение оси X_R и оси Z_R проходит по центру фланца вдоль шестой оси робота. Система координат, связанная с фланцем, устанавливается на основе машинных данных при вводе робота в эксплуатацию, причем учитывается возможное удлинение его механической руки

Система координат, связанная с инструментом, и центр инструмента Оси системы координат, связан­ной с инструментом, скрещиваются в центральной точке инструмента TCP (англ. Tool Center Point) — с ориен­тацией в пространстве относитель­но системы координат, связанной с фланцем (рис. 670). Перемещение центра инструмента обозначается как траектория движения робота, а вырав­нивание в пространстве системы ко­ординат, связанной с инструментом — как ориентация робота. Скорость центральной точки инструмента есть скорость движения рабочего орга­на робота по заданной траектории. Параметры координат робота X, Y и Z с дирекционными углами А, В и С соотнесены с базовой системой коор­динат — например системой коорди­нат, связанной с основанием робота, или системой координат, связанной с основанием изделия.

Система координат, связанная с основанием заготовки Система координат, связанная с осно­ванием заготовки, определяет поло­жение последней и жестко привязана к системе координат мира.

При автономном программировании манипуляционных задач робота разра­ботка программы осуществляется в большинстве случаев именно в этой систе­ме координат, которая характеризует чаще всего положение стола или крепеж­ной ПЛИТЫ.

Система координат, связанная с обрабатываемым изделием Эта система координат описывает изделие с точки зрения его геометрии. Она жестко привязана к системе координат, связанной с основанием заготовки, и в большинстве случаев сдвинута относительно нее только параллельными осями. Координатные данные программ роботов целесообразно отнесены к сис­теме координат, связанной с обрабатываемым изделием.

+55 вопрос