Устройство для прокладки маршрута адаптивного промышленного робота

 

ОП ИСАНИЕ

Соитз Соввтскик

Социалистическими

Рвслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 17.03.80, (2 I ) 28 948 1 7/25-08 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23. 1 1.8 1 бюллетень М 43

Дата опубликования описания 23.11.81 (51)м. Кл.

В 2 5 .т 1 3/00

3Ьеудвретваней каиитат

СССР па делан нэабратаний и аткрытий (53)УДК 62-229. . 72 "б 8-. 8)— ь "ЮАНЯ т 1—

ТРХК ; (72) Автор изобретения

О. Ф. Меньших

Ьи (7I ) 3

Особое конструкторское бюро технической кибеонетики

Заявитель

Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКЛАДКИ МАРШРУТА

АДАПТИВНОГО ПРОМЫШЛХ:ННОГО РОБОТА

Изобретение относится к автоматизированным системам управления и может быть использовано в робототехнике в качестве устройства для прокладки маршрута адаптивного подвижного промышленного робота (АППР), обеспечивающего, напри5 мер конвейерную линию, Известно устройство для прокладки маршрута адаптивного промьпиленного ро10 бота, содержащее связанный с блоком управления исполнительный орган, закрепленный на колонне, снабженной йриводом по- -1 ворота и датчиком угла поворота и механически связанной с платформой, снабженной движителями, а также электронно- вычислительную машину, выходы которой связаны соответственно с блоком управления исполнительным органом, со входами движйтелей платформы и со входом. при вода поворота колонны, причем датчик угла поворота колонны соединен со, входом электронно-вычислительной щины (lg .

Недостатками известного устройства являются узость функциональных воэможностей и малая эона обслуживания робота.

Бель изобретения — установление указанных недостатков.

Цель достигается тем, что устройство снабжено карданным подвесом с зеркалом и аэимутальными и угломестными датчиками и приводами, лазерным дальномером, уголковым отражателем и координатором, состоящим из приемного объекта, многосекционного фотодатчика и азимутальн ого и угломестного каналов управления, причем карданный подвес установлен на вершине колонны, на которой жестко закреплены лазерный дальномер и координатор, уголковый отражатель жестко закреплен в неподвижной системе отсчета технологической эоны робота, а в координаторе многосекционный фотодатчик установлен в фокальной плоскости приемного обьектива, выходы лазерного дальномера и аэимутальногс и угломестного дат» чиков карданного подвеса соединены с Lto882 попнитепьно введенными входами эпектроннс -вычиспитепьной машины, допопнитепьно введенные выходы которой подключены к первым входам азимутапьного и угпоместного приводов карданного подвеса, вторые входы которых связаны соответственно с выходами азимутапьного и угпоместного каналов управпения координатора. Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительными угопковыми отра>катепями. ip

На чертеже изображена блок-схема устройстваа.

Устройство включает платформу 1, установпенную с возможностью перемещения и снабженную движитепями 2 и 3 платформы 1, обеспечивающими перемещение последней на маршрутном полотне технопогической зоны робота вдоль взаимно ортогонапьных направлений независимо

npyr от npyra, испопнитепьный орган 4 робота, например многозвенный манипупятор с захватным звеном на конце, укреппенный на колонне 5, установпенной с возможностью поворота вокруг своей оси, механически связанной с платформой 1 и имеющей относитепьно нее степень свобоfLbI по углу поворота относитепьно вертик апьн ой оси к оп он ни 5, ортог он апьн ой ппоскости платформы 1, причем исполнительный орган робота 4 связан с бпоком

6 управпения исполнительного органа робота. Колонна снабжена приводом 7 поворота и датчиком 8 угла поворота поворотной колонны, которые электрически связаны с электронной вычиспитепьной машиной

35 (ЭВМ) 9, первый выход которой подкпю— чен ко входу бпока 6 управпения испопнитепьным органом робота, а второй и третий выходы ее — с электрическими входами движетелей подвижной платформы 2

40 и 3. Четвертый выход ЭВМ 9 подключен к входу привода 7 поворота колонны 5, выход датчика 8 угла поворота который соединен с первым входом ЭВМ 9, На вершине поворотной копоннги 5 укреппен карданный подвес 10, снабженный приводом 11 азимута, приводом 12 угла места, датчиком 13 азимута и датчиком

14 угла места, к которому закреплено поворотное эеркапо 15. В устройство вве- sp дены жестко закрепленные на колонне 5 пазерн ый дальномер 16 и координатор, состоящий из приемного объектива 17, четырехсекционного фотодатчн»»в 18, установпенного в фокапьной плоскости приемного объектива 17, аэимутапьного дискриминатора 19 и угпоместного дискриминатора 20, входы которых соединены с пер»

734 вым и вторым выходами четырехсекционного фотодатчика 18 соответственно, Оптически лазерный дапьномер 16 и координатор связаны с .поворотным зеркапом

15 через светодепитепьную пластину 21 и юстировочный отражатель 22 (один ипи несколько в зависимости от конструкции оптического тракта передачи излучений), которые также жестко закреплены в поворотной колонне 5.

Кроме того, устройство содержит уголковый отражатепь 23, укреппенньн» неподвижно в технологической зоне робота, например в области потопка помещения технологического участка, в котором функционирует робот. Чиспо таких угопковых отра>катепей выбирается из условий насыщенности оборудования в заданной техн опогическ ой э оне, к от ор ое оп ос обн о за» тенить зрительный орган робота от набпюдения" того ипи иного угопкового отражатепя с данного произвольно ракурса.

Работа устройства прокпадки маршрута робота состоит в спедующем.

Положим, что система работает при одном угопковом отражатепе 23, укрепленном в средней части потолка помещения, в котором функционирует робот. Местопопожение этого угопкового отра>катепя может описывать местопопожение начала отсчета неподвижной системы координат технологической зоны робота, в которой отсчитывается местоп.опожение так называемой базисной точки ппатформы 1 (какой-то специально заданной точки, например, приходящейся на точку пересечен ия вер тик апьн ой оси п овор отн ой колонны 5 с горизонтальной плоскостью подвижной платформы 1). В этой же системе отсчета заданы координаты объектов работы и их ориентация в пространстве, Эти данные заложены B оперативной памяти ЭВМ 9 >»а этапе обучения робота.

B оперативной памяти ЭВМ 9 записан также апгоритм работы робота в форме перечня и поспедоватепьности совершаемых роботом операций, а также содержатся сведения о предпочтитепьном маршруте движения робота от одного объекта работы к другому в заданной технопогической зоне робота. Прокпадка маршрута сводится при этом к измерению текущего распа пожения базисной точки робота в пространстве HB основе измерения азимута и угпа . места линии визирования от базисной точки АППР до угопкового отра>катепя 23, а также к измерению наклонной дальности между базисной точкой АППР и этим угопковым отражателем, что позволяет

8827 ство до совмещения линии облучения с пинией визирования на уголковый отражатель 23, проведенной между точкой крепления последнего и точкой падения луча лазерного дальномера 16 на подвижное зеркало 15. Когда такое совмещение происходит с достаточной степенью точности, лазерные излучения, отражаясь от уголкового отражателя 23, возвращаются точно в таком же направлении к подвижнол у зеркалу 15, от него через юстировочный оврвжатель 22 и светоделительную пластину 21 попадают нв координатор. В последнем возвращенные излучения лазерного дальномера 16 фокусируются приемным обьективом 17 и в виде сфокусированного светового пятна засвечивают фоточувствительную поверхность четырехсекционного фстодатчика 18. B зависимости от степени раэбвпансв углового положения поВоротн ого зеркала 1 5 от положен ия, при котором имеет место точное совмещение линии визирования угопкового отражателя 23 с лучом лазерного дальномера 16, переотрвженным от поворотного зеркала 15 в направлении к уголковому отра- жателю 23, форма уквзвнчого светового пятна, величина и направпепие его смещения нв фоточувствительной поверхности четырехсекционного фотодвтчикв 18 будут испытывать соответствующие вариации. Это приведенное к четырехсекциоцному фотодатчику 18 лазерное излучение разделится в нем в общем случае нв четыре неравные доли, Структура четырехсекционного фотодатчика 18 такова, что оппоэитные пары его секторов образуют двв независимых дифференциальных канала — взимутапьный и угпоместный. В каждом канале секторы фотодатчикв включены на общую нагрузку этого канапэ по схеме вычитания сигналов, образующихся в виде фотоотылика в соответствующих секторах фотодатчикв. Это приводит к возбуждению нв выходе каждого из указанных каналов электрических напряжений постоянного тока (дпя непрерывньк излучений лазерного дальномера 16), величина и знак которых определяется величиной и направлением отклонения светового пятна на фоточувствительной поверхности четырехсекционного фотодатчика 18 от центрально-симметричного положения. В случае амплитудно-модулированных излучений лазерного дальномера

16 с ччстотой модулирующих колебаний; существенно более низкой по сравнению с верхней граничной частотой фотодетек тирования в четнрехсекционном фотодвт20

50

5 с помощью ЭВМ 9 рассчитать текущие координаты базисной точки АППР, а„следовательно, определить величины управляющих воздействий от ЭВМ 9 на 3 вижители 2 и 3 подвижной платформы для осу- 5 ществпения заданного маршрутного перемещения подвижной платформы 1 между объ.ектами работы. При возникновении на маршруте следования робота непредусмотренных препятствий робот совершает запрограммированный в ЭВМ 9 обходной маневр для преодоления данного препятствия и стремится возвратиться к исходному маршруту на основе решения этой задачи в

ЭВМ 9, к которой поступает информация 15 о препятствиях по каналам сенсорного восприятия, например, сенсорным каналам сигнализации возможного столкновения робота с препятствием (в сенсорной системе робота при этом могут быть использованы тактильно-чувствительные" усы, укрепленные на периферии платформы 1 и снабженные тензодатчиками или датчиками моментов изгиба "усов") ° Сведение текущего маршрута движения робота с записанным в оперативной памяти ЭВМ 9 маршрутом (твк называемом эталонном маршрутом) осуществляется путем реше-.. ния соответствующей навигационной задачи в ЭВМ 9 HB основе критериев миними- 30 зации функционала рассогласования.

Алгоритм движения робота по эталонному маршруту осуществляется в отсутствии препятствий — на пути следования робота по программе, предварительно записанной в оперативную память ЭВМ 9.

Однако до выхода робота на заданный маршрут необходимо осуществить привязку координат базисной точки робота к координатной системе пространства объектов работы с началом отсчета этой системы в точке расположения угопкового отражателя 23. При автономной работе робота реализуется алгоритм поиска уголкового отражателя 23 зрительной систе-- 4 мой робота, для этого с пятого и шестого выходов ЭВМ 9 на вторые входы привода азимута 11 и привода 12 угла места карданного подвеса 10 подаются соответствующие управляющие сигналы, обеспечивающие режим сканирования поворотного зеркала 15 с заданным темпом угловой скорости перемещения линии облучения (линии визирования), создаваемого включенным лазерным дальноме55 ром 16. Излучения последнего, отражаясь от юстировочного отражателя 22 и поворотного зеркала 15, сканируют узким световым лучом технологическое прострвн882734 чике 18, выполненном на основе моно- кристаллов кремния с малыми значениями времени релаксации фотоэлектронных состояний, на выходах указанных каналов четырехсекпионного фотодатчика 18 булат образовываться переменные напряжения (с частотой модулируюших свет колебаний), амплитуда и фаза которых также определяется величиной и направлен ием смещения светового пятна на апертуре

° четырехсекционного фотодатчика 18„Фазы этих колебаний могут в этом случае принимать два значения: 0 или 180 по отношению к опорному колебанию модулирующей частотьГ которое вырабатывается генератором, входящим в состав лазерноrо дальномера, При вариации дальности до уголкового отражателя 23 от зрительного органа

АППР (в частности, от поворотного зеркала 15) интенсивность засветки четырехсекционного фотодатчика 18 будет соответственно изменяться, следовательно, будет изменяться и величина фотооткликов каждого пз освещенных лазерным изпучениеМ секторов четырехсекционн ого фотодатчика 18. Последнее вьгзовет соответствующее изменение в величинах сигналов на азямутальном я угломестном выходах четырехсекционного фотодатчика 18, зо что нежелательно. пocKîïüêó тако4 изменение будет приводить к вариации передавЂ.очной характеристики в следящей системе, Лля исключения этого нежелательного явления выходные сигналы четырехсекци35 онного фотодатчика 18 нормируют в функции от интегральной освещенности каждой из соответствующих пар секторов четырехсекциопного фотодатчяка 18 лазерным из луче н ие м.

Нормирующпй сигнал образуется суммированием фотоотклпков соответствующей пары секторов четырехсекционного фотодатчика 18 для каждого яз каналов последнего — азимутального H угломестного.

Нормирование дифференциального (разностного) сигнала в каждом яз указанных каналов осуществляется раздельно в азимутальном 19 и угломестном 20 дискриминаторах координатора, При нормировании образующийся в дапн ом к а нале диффе ренциальный сигнал относят к величине нормируюшего сигнала этого же канала. Поскольку разность двух положительных величин всегда меньше суммы этих величин, 53 то результат указанного отношения представляет с об ой н ор мир ованную величину в пределах от минус едияицы до плюс единицы.

Если лазерные излучения лазерного дальномера 16 промодулированы по ам-, плитуде, то в состав азимутального 19 и угломестного 20 дискриминаторов координатора входят синхронные демодуляторы, каждый из которых связан дополнительно (по их опорному каналу ) с генератором опорного напряжения, входящим в состав лазерного дальномера 16 (соответствующие связи мем<ду лазерным дальномером 16 и азимутадьным 19 и угломестным 20 дискриминаторами на чертеже не указаны). Использование амплитудно-модулированных лазерных излучений обладает тем преимуществом, что оно обеспечивает существенное увеличение динамического диапазона четырехсекционного фотодатчика 18 путем ликвидап,ии мешающего действия на последний фоновой засветки, образующейся в диффузио освещенной технологической зоне робота. Кроме того, при таком способе построения следящей системы возможно увеличение точности ее работы и повышение ге быстродействия.

Отфильтрованные, нормированные и усиленные до необходимого уровня сигналы азимутального и угломестного каналов поступают с выходов азимутального 19 и угломестного 20 дискряминаторов координатора на первые входы привода 11 азимута и привода 12 угла места карданного подвеса 10, в результате чего поворотное зеркало 15 удерживает требуемое угловое положение в пространстве, независимо от фактора перемещения подвижной платформы 1 в технологической зоне робота и от фактора вращения поворотной колонны 5. При перемещении подвижной платформы 1 и при вращении поворотной колонны 5 естественно меняется угловое положение поворотного зеркала 15 так, что поддерживается с необходимой точностью совмещение линии визирования на уголковый отражатель 23 и оси излучения лазерного дальномера 16, переотраженного поворотным зеркалом 15 в направленяи уголкового отражателя 23.

Быстродействие следящей системы с координатором должно: быть такям, чтобы успевать удерживать поворотное зеркало 15 в требуемом угловом положении как при экстремальных параметрах LtBHжения робота, включая и вибрации последнего на неровностях маршрутного полот« на, вибрации, возникающие при резких толчках робота при трогании и остановке его, так и при осуществлении режима поиска уголкового отражателя 23 путем

82734 1О

9 8 программируемого в ЭВМ 9 сканирования поворотного зеркала 15 при подведении на вторые входы привода азимута

11 и привода 12 угла места карданного подвеса 10 соответствующих сигналов сканирования. B rîñëåäíåì режиме работы следящей системы с координатором темп изменения сигналов сканирования должен быть ниже темпа сигналов, образующихся на соответствующих выходах азимутального 19 и угломестного 20 дискриминаторов координатора в момент замыкания петли оптико-электронной следящей связи (когда лазерное излучение под действием сканирования воздействует на апертуру уголкового отражателя 23), Это условие определяет возможность

"захвата следящей системой с координатором уголкового отражателя 23, после осуществления которого сканирование поворотного зеркала 15 прекращается, а программа сканирования в ЭВМ 9 автсматически отключается.

В случае "потери" уголкового отражателя 23 следящей системой с координатором, например, при возникновении сильной вибрации робота, последний останавливается по команде с ЭВМ 9 и в ЭВМ

9 вновь включается программа сканирования поворотного зеркала 15 для поиска уголкового отражателя 23 и привязки к координатной системе технологической зоны робота. Однако в этом случае в памяти ЭВМ 9 уже имеются сведения о предлагаемом ме "тонахождении робота и уголкового отражателя 23. Это позволяет существенно ограничить зону сканирования поворотным зеркалом 15 в некотором телесном угле, биссектриса которого - суть линия визирования уголкового отражателя 23, положение которой было зафиксировано в памяти ЭВМ 9 до момента "потери" уголкового отражателя 23. Снижение величины телесного угла сканирования поворотного зеркала 15 в этом случае приводит к существенному уменьшению времени поиска уголкового отражателя 23, что практически не вызывает сколько-.нибудь заметной задержки в движении робота по заданному маршруту

Если потеря связи с уголковым отражателем 23 .произошла не под действиеМ сильных вибраций робота, а в результате "затенения уголкового отражателя

23 каким-либо препятствием (крупногабаридным оборудованием, размещенным в технологической зоне робота, непреду1 смотренным препятствием на маршрутном

)5

55 пути, перекрывающим оптическую связь между лазерным дальномером и уголковым отражателем 23), то осуществление программы поиска потерянного" уголко.. вого отражателя бесполезно. При этом по .команде ЭВМ 9 система поиска с координатором и поворотным зеркалом 15 переключается на реализацию программы поиска другого уголкового отражателя технологической эоны робота, л4естоположение которого заранее известно и закодировано в оперативной памяти ЭВМ 9, Именно с целью обеспечения бесперебойной работы робота в условиях значительного загромождения технологической зоны робота крупногабаритными приборами, станками и возможными непредусмотрен ными препятствиями,и рекомендуется дополнительно снабжать технологическую зону робота HBOKQJIbKHMH уголковыми о1ражателями типа уголкового отражателя 23, взаимно рассредоточенными в пространстве. Местоположение каждого из таких уголковых отражателей записано в память

ЭВМ 9. Сальч уголковые отражатели играют роль геодезических реперных меток в заданной системе координат пространства обьектов работы. По любому из таких реперов" робот может осуществлять привязку в заданной координатной системе .

Если по какой-либо причине зрительный орган оказывается слепым" по отношению ко всем установленным в технологической зоне робота уголковым отражателям (например, при близком расположении препятствия от выходной апертуры поворотного зеркала 15}, программой

ЭВМ 9 может быть предусл отрен произвольный маневр АППР в какую-либо сторону от заданного маршрута (как прп осуществлении программы обхода препятствий) до тех пор, пока не восстановятся условия для реализации программы поиска

ol_#_oFo из уголковых отражателей технологической эоны робота. При реализации такого поиска, время поиска естественно увеличивается, однако вероятность наступ ления такого события, как полное "затенение зрительной системы робота, тем меньше, чел1 большее число уголковых отражателей будет использовано в заданной технологической зоне робота. Выбор конкретного числа уголковых отражателей и их рассредоточение в пространстве опреде ляется конкретными условиями. Для относительно свободных и не очень больших. помещений достаточно использовать один уголковый отражатель, укрепленный в це,чтре помещения на его потолочной части.

882734

При увеличении размеров помещения могут быть использованы три уголковых отражателя, установленные на потолочной части помещения я расположенные, например, в вершинах вписанного в окружность равностороннего треугольника (для квадратных помещений) или вписанного в эллипс равнобедренного треугольника (для прямоугольных помещений с существенно нера вн ымп длинами сторон ) . В некоторых

-случаях могут использоваться уголковые отражатели, размещаемые на самом оборудовании технологической зоны робота при стационарном размещении такого оборудования и при их больших габаритах и рас» попоженяи вблизи маршрута следования

ЛППР.

Выбор базисной точки подвижной платформы 1, горизонтяруемой в заданной системе координат специальными -техническими средствамя предпочтителен на 0сН вращения поворотной колонны 5, Б качестве такой точки целесообразно выбрать точку переотражения лазерного излучения на поворотном зеркале 1 5, лежащую на вер—

1 тикальной оси вращепия поворотной колонны 5, поскольку именно эта точка образует геометрический луч — линию визирования уголкового отражателя 23. Это позволяет элементарным путем найти и координаты точки, лежащей на пересечения оси вращения поворотной колонны 5 с осью вращения первого звена исполнительного органа робота 4, которое крепит последний к поворотной колонне ЛППР.

С учетом угла поворота поворотной колонны 5 в собственной системе координат

ЛППР, измеряемого датчиком угла поворота

8, а также с учетом текущих значений углов поворота и перемещений всех звеньев исполнительного органа робота 4, включая и его конечное звено - захватное звено, измеряемых соответствующими датчиками, установленными B звеньях исполнительного органа робота 4 (этя датчики яе указаны на чертеже), легко рассчитывается ориентация исполнительного органа робота 4, в том числе и ориентация захватного его звена, в собственной системе координат ЛППР.

Ориентация захватного звена исполнятельного органа робота 4 не в системе координат робота, в пределах которой расположение исполнительного органа робо та 4 может быть строго определено расчетным путем (в ЭВМ 9), а в неподвижной системе координат для пространства обьектов работы. Между тем применительно

Зо

55 к неподвижной системе координат данные измерений местоположения в ней базис ной точки робота с учетом горязонтирования подвижной платформы 1 при работе робота позволяют только точно задать положение одной из осей подвижной системы координат робота (то есть его собственной системы отсчета). Это касаетс1я положения вертикальной оси вращения поворотной колонны 5. Положение других осей собственной системы координат робота в неподвижной системе координат пространства обьектов работы требует дополнительного доопределения, Необходимо определять величину угла поворота осей собственной системы координат роб ота, р а сп ол оженн ых в гор из онтальн ой плоскости, относительно соответствующих осей неподвижной системы координат пространства объектов работы. Зля определения этого угла необходимо определить не одну точку, принадлежащую подвижной платформе 2, а две ее разные точки по их местоположению в неподвижной системе координат, связанной с ..технологической зоной робота, Иначе говоря, знания координат только базисной точки робота недостаточно для задания ориентации подвижной платформы 1 относительно пространства обьектов работы.

Решение задачи об определении ориентации подвижной платформы 1 в неподвижной системе координат технологической зоны робота может быть найдено с учетом определения местоположения в этой системе координат базисной точки робота для двух различных пространственных положений, переход из одного положения в другое для которых осуществлялся бы вдоль прямой линии, коллянеарной с одной из координатных осей, принадлежащих горизонтальной плоскости собственной системы координат. При этом достаточно строгое решение задачи привязки подвижной системы координат подвижной платформы 1 требует задания перемещения робота с помощью только одного какого-либо движителя 2 или 3 подвижной платформы 1, Пря этом координаты базисной точки для любых двух произвольных положений (перемещенного вдоль одной из координатных осей собственной системы координат) всегда определяют положение проходящей через эти точки прямой линии, которая сос твляет, в общем случае, некоторые углы с осями координат нейодвижной системы координат пространства обьектов работы, также лежащими в горизонтальной плоскости этой неподвижной системы от13

982734

t4 счета. Поскольку указанная прямая линия коллинеарна одной из координатных осей попвижной системы ко ординат, вдоль которой и осуществлялось контрольное перемещение робота, то легко рассчитывается угол поворота координатньа; осей подвижной системы координат . относительно тех же осей для неподвижной системы координат пространства объектов работы, то есть определяется ориентация подвижной платформы 1 в этой неподвижной системе отсчета, При этом вертикальные оси систем координат (подвижной и неподвижной) коллинеарны, что обеспечивается горизонтированием подвижной платформы 1.

15 рассмотренный метод определения ориентации подвижной платформы 1 реализуется при движении робота на маршрутном полотне. Фактор движения робота, при ко„ тором имеют место вибрации поворотной колонны 5, вносит в ориентационные расчеты определенные ошибки, поэтому ориентация подвижной платформы "на ходу" не всегда дает достаточную точность, требуемую для функционирования исполнительного органа робота 4 относительно заданного объекта работы. Поэтому было бы предпочтительно доопределять ориентацию подвижной платформы 1 после остановки робота у объекта работы. В неподвижном состоянии АППР отсутствуют вибрации поворотной колонны 5, что позволяет с учетом коррекции горизонтирования

35 подвижной платформы 1 рассчитывать координаты базисной точки АППР с удовлетворительной точностью. Соответствующие выражения для координат базисной точки

АППР (центральной точки поворотного зер4О кала 15) имеют следующий вид

)(»- Ц сos Eo cos 9q Хо 1

=?)с05Kgsit1 (о+ уо t (1)

2."= DSir1 О 4 20 i

45 где X,М и2.— координаты базисной точки

АППР в неподвижной системе координат пространства объ- 5р ектов работы, Хо, htovl7.<- координаты установки уголкового отраж ателя 23 (если последний помещен в точку начала отсчета неподвижной сис-55 темы координат пространства объектов работы, то

Xo o=Zo =0) 1р и Во — соответственно азимут и угол места линии визирования угопкового отражателя, отсчитываемые в неподвижной системе координат пространства объектов работы, р — наклонная дальность (расстояние между апертурой уголков го отражателя 23 и точкой переотражения лазерного излучения на поворотном зеркале 15.

Соответствующие переменные параметры — азимут и угол места, входящие в систему (1 ), непосредственно не измеряются с помощью зрительной системы АППР, а измеряются лищь углы наклона поворотного зеркала 15 относительно осей координат собственной системы координат АППР, леж" öèõ в горизонтальной плоскости этой системы - углы наклона Х и фу, значения которых однозначно определяют величины азимута (пи угла со места линии визирования, то есть имеет место однозначная функциональная связь указанных углов ъб о +) т у " Ф(о o ) ) где f и — некоторые функции от измеряемых параметров и угла поворота < . поворотной колонны 5 относительно выбранного за исходное направления на подвижной платформе 1 (например направления, совпадающего с одной из осей собственной системы координат подвижной платформы 1, причем эта ось лежит в горизонтальной плоскости системы отсчета АППР).

Значение утров f, > и * измеряются соответственно датчиком 13 азимута, датчиком 14 угла места карданного подвеса 10 и датчиком S угла поворота поворотной колонны 5. Входящее в выражение (1)значение наклонной дальности D измеряется лазерным дальномером 16, Указанные измеряемые величины поступают на соответствующие входы ЗВМ 9, где в соответствии с выражениями (1) и (2) рассчитываются значечия координат базисной точки АППР, с учетом пово рота колонны 5, то есть с учетом двух различных значений углов с(.(например(,= О и с(г 184.

Техническс экон омическая эффективность предлагаемого технического решения определяется высокой маневренностью и простотой использования АППР в любых заранее не подготовленных производственных помещениях, цехах конвейерных линий

882734 и даже вне производственных помещений, поскольку при этом совершенно не требуется оснащать такие площадки специаль ной сетью кондукторов, то есть не требуется производить коммуникационньи pa-» боты по оборудованию площадок работы

АППР, затрачивать дополнительные средства на проведение таких работ. Вместо всего этого, в зоне действия следует лишь укрепить уголковый отражатель 10 . (один или несколько в зависимости от площади, обслуживаемой АППР, и загруженностью площадки крупногабаритным оборудованием). Навигация АППР по угол ковому отражателю перспективна, поскопь- 5 ку позволяет совершать обход различных препятствий и адаптироваться к заранее непредусмотренной обстановке.

Формула изобретения

Устройство дпя прокладки маршрута адаптивного промышленного робота, содержащее связанный с блоком управления исполнительный орган, закрепленный на колонне, снабженной приводом поворота и датчиком угла поворота и связанной с платформой снабженной движителями, i а также электронно-вычислитепьйую машину, выходы которой связаны соотг ветственно с блоком управления исполнительным органом, со входами движителей платформы и со входом привода поворота колонлыр причем датчик угла пoBopoTB Ко

35 понны соединен со входом электронно- вычислительной машины, о т и и ч а ю щ е-. е с я, тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства, оно снабжено карданным подвесом с зеркалом и аэимутальными и угломестными датчиками и приводами, лазерным дальномерок, уголковым отражателем и координатором, состоящим иэ приемного объектива, многосекционного фотодатчика и аэимутапьного и угломестного каналов управленения, причем карданный подвес установлен на вершине колонны, на которой жестко закреплены лазерный дальномер и . оординатор, уголковый отражатель жестко закреплен в неподвижной системе отсчета технологической зоны робота, а в координаторе многосекционный фотода гчик установлен в фокальной плоскости приемного объектива, выходы лазерного дальномера

° ° . и азимутапьного и угломестного датчиков карданного подвеса соединены с дополнительно введенными входами электронновычислительной машины, дополнительно введенные выходы которой подключены к первым входам азимутального и угломестного приводов карданно1 о подвеса, вторые входы которых связаны соответственно с выходами азимутальн ого и угломестного каналов управления координатора.

2. Устройство по л, 1 о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения зоны обслуживания, оно снабжено дополнительными угопковыми отражателями.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1, "Робот", перевод ВИНИТИ

М LI-53634- Lt»53649, 1974.