Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов

 

Изобретение относится к робототехнике. Цель изобретения - повышение точности измерения перемещений испытываемых манипуляторов. Для этого на конечном звене испытываемого манипулятора (захвате) устанавливается оптический локатор, состоящий из оптической системы и четырехсекционного фотоприемника. Координатное измерительное устройство стенда выполнено в виде электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), отклоняющие пластины которой связаны через блок сопряжения с выходами фотоприемника. По командам блока задания перемещений производится программное движение испытываемого манипулятора, при этом осуществляется синхронное перемещение светящегося пятна на экране ЭЛТ, положение которого совпадает с положением оси фотоприемника. Блоком обработки информации производится определение координат положения захвата манипулятора по напряжениям, подаваемым на отклоняющие пластины ЭЛТ. 6 ил.

фх>>

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ

РЕСПУБЛИН (>i) 5 В 25 .! 11. (0 19 О) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 ) 4303459/3 -08 (22) 04.09.87 (46) 230590. Бюл. № 19 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) Б. В. Погорелов, Л. E. Карташов и Е. В. Пашков (53) 621-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1364466, кл. В 25 J 11/00, 1988. (54) СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕМ) ЩЕНИ)1 ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВМАНИ11УЛЯТОРОВ (57) Изобретение относится к робототехнике. Цель изобретения — повышение точности измерения перемещений испытуемых манипуляторов. Для этого на конечном звене испытуемого манипулятора (захвате) Изобретение относится к робототе;":(икс и может быть использовано при проведении исследовательских, приемосдаточных и других испытаний промышленных роботов.

Целью изобретения является новы(пение точности измерения перемещений роботойVI H H H II > . tE H TO P O (>, .

На фиг. 1 показан стенд, общий Hii (; на фиг. 2 — стрч кт) рная схема сто ll,(H: на фиг. 3 -- 5 — стадии выхода конечного звена робота в реперную точку; на фиг. 6 --- информационное поле фотоприемника.

Стенд (фиг. и 2) содержит основание с установленным на нем координатным измерительным устройством в виде. электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 2 и стойкой с испытуемым манипулятором 3, блок 4 задания перемещений манипулятора 3, блок

5 обработки информации, включаюц(ий в себя блок 6 регистрации и цифровые вольметры 7. Отклоняющие пластины 8 и 9

"СТа HH H) H RHCТСЯ Oi!,!i iiCÑã,f,;., ((>К 11O!;, ) ОС I О

lLiflA ИЗ ОПТИ !PC!(O: !(С) С;. : !C1 Ы ПСX секционного фотоприс мни (;l КООрдии;-ы !(О( измерительное устроиство сто::.:;;: гыполиси( в виде электронно-лх )сио .р бк: (),"ITE

Отклон я!()(цl(е пласт(., ы «(;т(: .> 1 рез блок сопря>к(:: !я с !и>!хо,(ми 11)О: ) прием:: 1!„1 По ко >,1;: !

1 PP.!ЧЕ(ЦС.>!!, !1 i ОС I:

I дьч >к";ис испы гмс ., ЭГ;) : ОСУЦ(ССТВЛЯ(«>-СЧ

HlE(СВЕТЯ(ЦЕ! ОСЯ:1ЯТH.I ii:1 ".H!>:!!C положение которого с(. 111!,;;:(т ..Оло>, HHc v, Оси фотон ри(x! и f:ê:, l. Б, if H . .1 ;! .>

КИ ИНГ) )P>!HL((I:) H(in>I.)H>:;: I;;(. !t. 11(i коорди!!ат поло>к(, ия:-ихг.:>1 . м;!и. .::)

)1(; -!)t t(,))11жецинq! О (1:,:1(> (Ь);:.r ;1 1 !.>I ) ->

НЫХ х СИ .!I.CËC", ()

POÂÛ, НО.!I>! .".IЕ) Р.>;: ,,ятора 3 уста))а()г:(ч >с,, которь,и содержит О!! ":. :: . ку;<>

И Ч (! >! > Е Х C(i(i (;1 ".! - .. Ь! : секции,5 1 !6 u i (>::з;:.,:, 1:

ОСИ Х,;l СЕК

Оси Х (ii)l(г. (1 фОТО(! P fi(i! I I i ((1 усили ге,(и 1 ) — 1)з)! >!

i ) лями 10 lt (;>(;Ii,: () Е НД !Clio т =. К)".

П pè вк, 1!0H) иt!!l с б I 1 . (1;О к) сii j o в:.> i! i! 1 э ICHxj)OH!!ofI пуп(кc:,й :,=, Т лу< вием положительногпг,оля:;1! >ди ус. ;.:-и л яется к экранх и, б(>>(>а рд:, (>уя i!0 . фор экра на. з()ста 1(:: его с!)Стит ..., результате в 1„(н (ге ц .!.„. -.)."Т . световое пят(го А (фи: 3} Я,>t >c-(, определяет(.я эл(к р(-:е(ним: О(О.

1565675

3

Перед началом испытаний манипулятор 3 р сположен таким образом, что оптический локатор 12 находится под ЭЛТ 2

| (фиг. 1 и 2). Затем манипулятор программно asianлитсл в центр экрана и световое пятно про< ципуется оптической системой 13 на секции 15 — 18 фотоприемника 14. Если манипулятор вывел локатор 12 с некоторой ошибкой относительно исходного положения пятна, то, например, секция 5 (фиг. 6) будет освещ на больц)е, к м противоположная ей секция 16, и через резистор Rl (фиг, 2) потечет б льший ток. чем через резистор R2 и, с еловате Ibao, на резисторе R l будет больн)ая разность потенциалов, чем на резист(ре R2. Потенциалы на резисторах Rl и R2 усиливаются дифференциальными усил) телями Dl и D2 соответственно, а на выходе дифференциального усилителя D3 устанвa чивается сигиil„ нропорциона Ibabié разности потенциалов, а следовательно, и разности площадей засветки секций 15 и 16.

Это напряжение повышается усилителем

10 до рабоче го напряжения отклонявгцих пластин 8. В результате на пластинах 8 появляется потенциал, пропорциональный отклоне нию локатора «о координате Х относительно светового пятна А, играюгцего роль реперной точки. Аналогичные процессы происходят одновременно и по второй координате У. При появлении потенции ina на откпоняющих пластинах световое пятно А смещается в направлении, определяемом соотношением потенциалов (,1„и 1!„, а поскольку эти потенциалы пропорциональны площадям засветки секций

15 — 18, то перемещение пятна происходит вдоль векгора, соединяющего центр 0„ пятна с центром О, фотоприемника (фиг. 6), т. е. происходит захват пятном оптической оси фотоприемника с образованием постоянного контура слежения за положением этой оси.

Поскольку быстродействие оптоэлектронНоН системы слежения значительно преabIшает быстродействие механической системы манипулятора. любые перемеьцения манипулятора будут сопровождаться синхронным перемещением пятна по экрану ЭЛТ 2.

Ilo мере устранения рассогласования осей пятна А и фотоприемника, значения U„

1)„будут уменьшаться до величины, пропорциональной координатам Х и У пятна (фиг. 4), т. е, после захвата положения оси фотоприемника на пластинах 8 и 9 автоматически установятся новые значения

11» и U, соответствующие координатам Х и У пятна на экране. Эти значения напряжения через цифровые вольтметры 7 вводятся в блок 5 обработки информации в виде чисел, пропорциональных координам пятна, а следовательно, и начальным значениям координат центра локатора 12. Данная оптоэлектрическая схема

4 представляет собой компенсационную измерительную систему с компенсацией перемещений. Как и любая компенсационная схема, она и меет определеннук статическую ошибку (центр пятна в статическом положении смещен относительно центра захвата в направлении к центру ЭЛТ на величины б„и 6 (фиг. 5), которые обратно пропорциональны координатам Х и У захвата). Поскольку предлагаемая схема содержит три каскада усиления, то общий коэффициент усиления является произведением коэффициентов усиления всех каскадов и в данном случае составляет величину порядка 7000--5000, что обеспечивает статическую ошибку не более 0,01 м "n.

Эта статическая ошибка автоматически учитывается блоком 5 обработки информации так же, как и другие постоя ные погрешности, например, Hpëèíåéaîñòü характеристики ЭЛТ, сферичность экрана и др

При тарировке стенда, когда локатор 12 уста новлен на схвате заведомо годног о манипулятора, оснащенного прецизионными датчиками положений, формируется массив тарировочных данных, который каждому значению UÄ v U ñòàâèò во в--аимно-однозначное соотношение точное значение Х и Y.

После захвата пятном А начального положения манипулятора 3 блок 4 задания перемещений начинает отрабатывать предварительно заложенную в него программу испытания манипулятора, показания вольтм Tpoa 7 заносятся в блок регистрации по показаниям штатного таймера. После окончания программы испытания с апмощью массива тарировочных данных производится пересчет массивов показаний вольтметров U è 1)» в массив истинных координат манипулятора Х и У, которые он имел в определенный момент времени.

Эти координаты сравниваются с эталонными для данной программы координатами, на основании чего делается заключение о степени соответствия перемещения испытуемого манипулятора эталонному, в частности вычисляются отклонения в отработке эталонных траекторий и эталонных положений захвата, производится статическая обработка результатов испытаний. На стенде информации о координатах и времени их отработки можно вычислить путем исследовательного численного дифференцирования значение скорости и ускорения и также сравнить их с эталонными значениями по каждой координате.

Установив еще одну ЭЛТ в плоскости, перпендикулярной экрану первой ЭЛТ, и снабдив ее аналогичной системой слежения, можно получить информацию о пространственной траектории манипулятора 3 и производить контроль его перемещения по трем координатам.!

565675

Формула изобретения

Стенд для контроля перемещении промышленных роботов-манипуляторов, содержащий основание для установки испытуемого манипулятора с блоком задания его перемещений, координатное измерительное устройство, связанное с блоком обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, 10 координатное измерительное устроиство выполнено в виде электронно-лучевой трубки, б х С 1 а 11ОВ 11. IIIIOII на ОС но в<1 н11п 1а К, 1ТО Пг!ОСкОсть ее 3I ра на пар 1ллельна плОскости перемещения конечного звена испытуемого манипулятора, и четырехсекционного фотоприемника с оптичсской системой, установленного на конечном звене манипулятора, при этом выходы фотоприемника через

loIIoëíèòåëüío введенный блок сопряжения соответствующим образом связаны с управляющими пластинами электронно-лучевой трубки и входом блока обраоотки информации.

1565675

1:. >,7А75

С,оставитег>ь О, Романенко

Редактор IS. Бугре>IK»B > Текрсл И. Верее Корректор Л. Бескид

Заказ I 188 I èраж 698 !!олиисное

l3Ii I lI II III Г>к" дирствсн и>г<» >: »»c»" ио из»бр(тсииям и открь>тия»> при ГКНТ С(.С Р! i:3>):38>, М»г >.ив,,>К 35. Раугиская наб., д. 4>5

Нрои >гя> „», нио->г да» . ской комби>гат «На снт», г. Ужгород, уи. Гагарина. 1Ю!

Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов Стенд для контроля перемещений промышленных роботов- манипуляторов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано, например, в автоматизированном вакуумном оборудовании по производству изделий микроэлектроники

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях манипуляторов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ручных манипуляторах, обслуживающих металлорежущие станки

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при выполнении работ на поверхностях с твердым покрытием

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве исполнительного устройства промышленных роботов с числовым программным управлением

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике

Изобретение относится к средствам автоматизации и механизации производственных процессов с помощью автооператоров

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике, и может быть использовано для оценки качества промышленных роботов

Изобретение относится к предохранительным устройствам для рабочих органов манипуляционных систем, преимущественно для промышленных роботов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке крупногабаритных деталей

Изобретение относится к машиностроению, в частности к грузоподъемным механизмам мобильных робототехнических комплексов

Изобретение относится к орбитальным электромеханическим системам

Изобретение относится к приводам промышленных роботов с торцевыми электродвигателями

Изобретение относится к приводам промышленных роботов, работающих преимущественно в ангулярных системах координат

Изобретение относится к электромеханическим манипуляторам промышленных роботов, преимущественно выполненным с внешними магнитными системами

Изобретение относится к орбитальным электроприводам промышленных роботов, работающим преимущественно в ангулярных системах координат

Изобретение относится к робототехнике, в частности к манипуляторам промышленных роботов, использующихся в медицине в качестве автоматических артикуляторов - имитаторов движений нижней челюсти

Изобретение относится к роботу-рабочему для работы в космическом пространстве для контроля состояния конструкции жилого модуля в космическом пространстве или замены прикрепляемого элемента

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях цикловых промышленных роботов и манипуляторов, применяемых для автоматизации и механизации основных и вспомогательных операций в промышленности

Изобретение относится к области промышленной робототехники и может быть использовано при проектировании роботов с внешними магнитными системами
Наверх