Способ контроля качества воспроизведения программы движения робота-манипулятора и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для испытаний различных роботов-манипуляторов . Целью изобретения является повышение производительности и упрощение за счет того, что упрощается и ускоряется процесс подготовки управляющих программ для робота-манипулятора и координатного измерительного устройства, т.к. не требуется , строгого согласования движений для этих двух машин. Для этого одно из звеньев, например схват 2, роботаманипулятора 1 приводят в некотором начальном положении во взаимодействие через блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатноQ и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„BU „„1377179 (51) 4 В 25 J 11/00, 9/00

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ия;:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3971416/31-08 (22) 31. 10.85 (46) 29.02.88. Бюл. Р 8 (71) Институт машиноведения им.А.А.Благонравова (72) В.С.Гейшерик (53) 621-229,72 (088.8) (56) Warnecke at al. Results of the

Examination of Industrial Robots on а Test Stand. — Proc. of the 5th

World Congress of Theory of Machines

and Mechanisms, 1979, р. 816 — 820. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПРОГРАММЫ ДВИЖЕНИЯ РОБОТАИАНИПУЛЯТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для испытаний различных роботов-манипуляторов. Целью изобретения является повышение производительности и упрощение за счет того, что упрощается и ускоряется процесс подготовки управляющих программ для робота-манипулятора и координатного измерительного устройства, т.к. не требуется строгого согласования движений для этих двух машин. Для этого одно из звеньев,. например схват 2, роботаманипулятора 1 приводят в некотором начальном положении во взаимодействие через блок 3 чувствительных элемен- а

Ю тов с конечным звеном 4 координатно1377179

ro измерительного устройства 5. По заданной блоком 6 программе движения блоки 7 и 8 управления вырабатывают упр авляющие в оздейст вия на приводы соответственно- робота-манипулятора

1 и координатного измерительного устройства 5.. При воспроизведении программы движения возникают смещения звена 2 робота-манипулятора от- носительно конечного. звена 4 координатного измерительного устройства 5.

Эти смещения измеряются блоком 3 чувствительных элементов. Информация с блока 3 поступает в блок 10 обработки информации для определения фактическйх координат положений saeна 2 робота-манипулятора .и оценки качества воспроизведения программы движения робота по принятым показаИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для испытаний различных роботов-манипуляторов.

Целью изобретения является повы- 5 шение производительности и упрощение за счет того, что упрощаетая и ускоряется процесс подготовки управляющих программ для робота-манипулятора и координатного измерительного устройства,так.как не требуется строгого согласования движений этих двух машин.:

На чертеже изображено устройство для контроля качества воспроизведения программы движения робота-манипулятора.

На чертеже обозначены робот-манипулятор 1, одно из звеньев которого, например звено 2 (схват), взаимодействует через блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатного измерительного,устройства 5, блок 6 задания программ, соответствующие выходы которого подключены к входу блока 7 управления робота-манипулятора и к первому входу блока 8 управления, координатного измерительного устройства, блок

9 коррекции, вход которого связан с выходом блока 3 чувствительных элементов, а выход — с вторым телям качества. В то же время информация с блока 3 используется для коррекции движения звеньев координатного измерительного устройства в соответствии с фактическими перемещениями звена 2 робота-манипулятора.

Корректирующие сигЙалы вырабатываются в блоке 9 коррекции. Корректирующие сигналы от блока 9 поступают на блок 8 управления координатным измерительным устройством, где суммируются с сигналами от блока 6 задания программ, что и обеспечивает коррекцию программных движений звеньев координатного измерительного устройства 5 и согласование перемещений его конечного звена 4 с перемещениями звена

2 робота-манипулятора. 2 с.п. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил. входом блока 8 управления координатного измерительного устройства, и блок 10 обработки информации, один вход которого связан с выходом блока

3 чувствительных элементов, а второйс датчиками координатного измерительного устройства 5. Выходы блоков 7 и 8 подключены к приводам соответствующих степеней подвижности роботаманипулятора t и координатного измерительного устройства 5.

Блок 3 чувствительных элементов представляет собой многомерный измеритель текущего относительного положения звена 2 робота-манипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройства 5. Количество первичных преобразователей блока 3 определяется его конструктивной схемой, причем могут использоваться как контактные датчики, так и бесконтактные.

Способ контроля качества воспроизведения программы движения, робота-манипулятора реализуемый указанным устройством, осуществляется следующим образом.

Одно из звеньев (звено 2) роботаманипулятора 1 приводят в некотором начальном положении во взаимодействие l377179 через блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства 5. По заданной блоком 6 программе движения блоки 7 и 8 управления вырабатывают управляющие воздействия на приводы соответственно робота-манипулятора 1 и координатного измерительного устройства 5.

При воспроизведении программы движения возникают смещения звена

2 робота-манипулятора относительно конечного звена 4 координатного измерительного устройства, поскольку при программировании не удается достичь строгого согласования программных движений иэ-за несовершенства используемых математических моделей робота и координатного измерительного устройства, недостаточного учета их динамических характеристик и -т.д.

Эти смещения, т.е. рассогласования взаимных положений звена 2 роботаманипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройства, отсчитываются от некоторого их относительного положения, принятого за нулевое, и характеризуются многокомпонентным (в общем случае шестимерным) вектором рассогласований, измеряемьм блоком 3 чувствительных элементов. Процесс измерения может вестись либо беэ применения контрольного тела, либо с применением контрольного тела стандартной формы, скрепляемым со звеном 2 робота-мани I пулятора или с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства.

Информация с блока 3 используется

l 10 для коррекции движения звеньев координатного измерительного устройства

5 в соответствии с фактическими перемещениями звена 2 робоФа-манипулятора. Корректирующие сигналы вырабатываются в блоке 9 коррекции, в котором ведется преобразование информации от блока 3 и по измеренным относительным положениям звена 2 роботаманипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройс"50 тва определяются дополнительные (корректирующие) воздействия на при воды этого устройства для согласования перемещений конечного звена 4 с фактическими перемещениями звена 2.55

Корректирующие сигналы от блока

9 поступают на блок 8 управления координатным измерительным устройством, где суммируются с сигналами от блока 6 задания программ, что и обеспечивает коррекцию программных движений звеньев. координатного измерительного устройства и согласование перемещений его конечного звена 4 с перемещениями звена 2 робота-манипулятора.

Могут быть приняты различные алгоритмы коррекции. В соответствии с одним из алгоритмов движение звеньев координатного измерительного устройства 5 корректируют так, чтобы положение его конечного звена 4 непрерывно совмещалось с наперед заданным положением относительно звена 2 робота-манипулятора. В соответствии с другим алгоритмом коррекция ведется так, чтобы положение конечного звена

4 относительно звена 2 робота-манипулятора находилось в пределах рабочего диапазона блока чувствительных элементов.

В блоке 10 обработки информации ведется определение фактических координат положений звена 2 робота-манипулятора 1 по информации от блока

3 чувствительных элементов и от датчиков координатных перемещений координатного измерительного устройства

5. Определяя и регистрируя фактичес-, кие мгновенные пространственные положения звена 2 робота-манипулятора, можно получить и зафиксировать законы движения этого звена или только значения координат этого звена при его движении в пространстве. Эти данные являются основой для оценки качества воспроизведения программы движения робота-манипулятора в соответствии с теми или иными критериями качества, характеризующими его точность и производительность, При этом могут анализироваться различные пространственно-временные характеристики воспроизведения программы движения. Так, путем сравнения фактических положений звена 2 робота-ма нипулятора с программно заданными можно определить погрешность воспроизведения программы движения; статистически осредняя значения координат звена 2 при циклическом воспроизведении программы, могут быть получены характеристики повторяемости робота-манипулятора.и.т.д.

1377179

Составитель О.Романенко

Редактор Н.Швыдкая

Техред И.Попович Корректор О.Кравцова

Заказ 804/12 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 формула изобретения

1. Способ контроля качества воспроизведения программы движения ро5 бота-манипулятора, заключающийся в том, что с помощью программно-управляемого координатного измерительного устройства, имеющего возможность взаимодействия с одним из звеньев 10 робота-манйпулятора посредством блока чувствительных элементов, определяют фактические координаты положений звена робота-манипулятора как совокупность измерений координатного измерительного устройства и блока чувствительных элементов, и проводят оценку показагелей качества воспроизведения программы движения роботаманипулятора, отличающийся 20 тем, что, с целью повышения производительности и упрощения, движение звеньев координатного измерительного устройства корректируют по сигналам блока чувствительных элементов в 25 соответствии с перемещениями звена робота-манипулятора.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с st тем, что движение звеньев координатного измерительного устройс- 30 тва корректируют так, чтобы положение его конечного звена непрерывно совмещалось с наперед заданным положением относительно звена робота-манипулятора.

3. Способ по п, 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что движение звеньев координатного измерительного устройства корректируют так, чтобы положение его конечного звена относительно звена робота манипулятора находилось в пределах рабочего диапазона блока чувствительных элементов.

4, Устройство для контроля качества воспроизведения программы движения робота-манипулятора, содержащего блок управления, приводы и исполнительный орган, включающее в себя блок задания программы, блок обработки информации и координатное измерительное устройство, конечное звено которого имеет возможность взаимодействия с одним из звеньев роботаманипулятора с помощью блока чувствительных элементов, выход которого связан с первым входом блока обработки информации, а его второй вход связан с датчиками координатного измерительного устройства, причем приводы координатного измерительного устройства связаны с выходом блока управления этого устройства, а блоки управления робота-манипулятора и координатного измерительного устройства подключены к соответствующим выходам блока задания программ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что с целью упрощения и повышения производительности, оно дополнительно содержит блок коррекции, вход которого связан с выходом блока чувствительных элементов, а выход — с вторым входом блока управления координатного измерительного устройства.