Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Располагают их обычно на внутренних или внешних поверхностях захватных устройств, т.е. в тех местах, где может происходить соприкосновение с объектом, поскольку они имитируют осязательные способности человека В зависимости от характера измеряемого параметра могут применяться тактильные датчики касания, датчики контактного давления и датчики проскальзывания.
Датчики регистрации касания и давления используются в ЗУ для измерения действующей нагрузки и могут выполняться в виде матриц с множеством элементов высокой плотности их размещения. Датчики проскальзывания применяют для регистрации взаимного контактного смещения поверхностей, например, для предупреждения выскальэывания объекта из губок захватного устройства. Кроме силомоментных и тактильных датчиков для очувствления захватных устройств применяют бесконтактные локационные системы, которые в зависимости от используемого физичесиого эффекта могут быть акустическими, оптическими, электромагнитными, радиационными, пневматическими.
Акустические датчики основаны на способности упругих звуковых волн высокой частоты распространяться в средах и отражаться от их неоднородностей, Наиболее распространенным является эхометод, основанный на излучении в среду коротких акустических импульсов и приема отраженных сигналов. С помощью этого метода можно обнаруживать предметы, измерять расстояния и скорости перемещения обьектов и рабочих органов. Обычно на каждой ' губке располагается по 4 датчика, которые, используя стереоэффект, могут измерять расстояние до объекта и точно устанавливать захватное устройство относительно обьекта.
О п т и ч е с к и е датчики используют эффект взаимодействия света с поверхностью и предназначены для обнаружения объектов, а также определения их параметров (размеров, цвета, структуры поверхности и др.). Для обнаружения объектов используются датчики, работающие на отраженном свете, для регистрации наличия объекта в ЗУ вЂ” на прямом просвечивании пространства между губками . Обычно на адаптивном захвате устанавливают до 12 датчиков, сигнализирующих о приближении к обьекту и о наличии детали в захватном устройстве.
Электромагнитные датчики, основанные на принципе взаимодействия электромагнитного поля с металлическими обьектами различной формы, могут использоваться в ЗУ длл определения расстояний до металлических обьектов, их линейных перемещений и скоростей, а также для выявления толщины обьектов, структуры и сплошности их металла, толщины ферромагнитных покрытий и величины механических напряжений. Радиационные датчики, позволяющие устанавливать расстояния до обьектое и скорости относительного перемещения посредством измерения интенсивности прямого или рассеянного радиационного излучения, находят применение в захватных устройствах специальных роботов.
Пневматические датчики, основанные на принципах струйной техники и действующие е непосредственной близости от объекта (ближняя локация),могут использоваться в захватных устройствах для измерения расстояний до объектов, их перемещений, скоростей и ускорений, величин давлений, а также .определения наличия объекта в ЗУ. Помимо рассмотренных разновидностей методов адаптации захватных устройств в последние годы асе более широко применяется установка на ЗУ различных систем технического зрения. установленными в нем губками 2, оснощаемымисменными элементами 3, непосредственно взаимодействующими с объектом 4. Силомоментные датчики 5, вмонтированные в сменные губки, и тактильный щуп 5 с датчиком перемещения 7, установленные в корпусе ЗУ, связаны с информационно-управляющей системой робота и при попадании объекта в пространство между губками и взаимодействии его с тактильным щупом подается сигнал на смыкание губок, которое пится до тех пор, пока сипомоментные датчики на зарегистрируют д е достаточное, запрограммированное в памяти управляющеи сист мы р бота усилие зажатия, В дальнейшем датчики очувствления осущесто н вляют контроль за надежным удержанием объекта в захват ом устройстве 1О 11 12 Рис.
6.26 Конструкция одного из достаточно простых адаптивных Зу, показанная на рис. 6.25, представляет собой корпус 1 с шарнирно Более сложное, но обеспечивающее и более полную информацию о взаимодействии с объектом адаптивное захватное усройство показано на рис. 6.26. Во внешнем корпусе 1 ЗУ размещается внутренний корпус 2, изменение положения и нагруженности которого, а значит, и объекта манипулирования, контролируются набором силомоментных датчиков 3, поскольку с подвижным корпусом посредством парвллепограммных рычагов 4 шарнирно связаны губки 5, снабженные пъезокристалпическим датчиком усилия 5 и инфракрасным датчиком ближней локации 7.
Ультразвуковой датчик дальней локации 8, установленный в торце корпуса, заранее обнаруживая обьект 9, наводит на него захватное устройство, а после попадания объекта между губками по сигналу инфракрасных датчиков начинается захватное движение губок, контролируемое потенциометрическим датчиком положения 1О и осуществляемое от приводного двигателя 11. Датчик приращений 12 совместно с силомоментными датчиками обеспечивает В Окинавы рамда~ехч ки 225 6.2. Технологические инструмепы Рис. ВВВ.
Сверочлея злектройуговел головке в каждый момент времени получение информации и отслеживание величины внешних силовых взаимодействий на захватное устройство, а также определение массы захватываемого обьекта Управление работой такого захватного устройства может осу. ществляться информационно-измерительной системой робота на базе лостаточно мощной управляющей ЭВМ.
Технологические инструменты устанавливаются на манипуляторы роботов для непосредственного выполнения ими разнообразных технологических операций - контактной и электродуговой сварки, покрытий и покраски, сборки и разборки, пайки и клепки, производства печатных плат и др. В качестве технологических инструментов обычно используют известные технологические устройстве, дополнительно снабженные системами автоматизации .процессов и элементами крепления к "руке" или кисти робота ВХТ. Сварочные технологические инструменты В зависимости от основных разновидностей сварочных процессов используют различные сварочные инструменты. Около 30% всех сварных соединений (по массе) выполняют контактной сваркой, область применения которой весьма широка — от космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых устройств и пленочных микросхем.
Точечная контактная сварка, получившая наиболее широкое распространение, осуществляется двумя электродами, между которыми зажимаются свариваемые листы и пропускается электрический ток большой силы. По окончании цикла сварки (от 0,01 до 0,5 с) электроды переносятся в другую точку изделия, и процесс повторяется. Именно с автоматизации контактной точечной сварки в автомобильной промышленности началось широкое внедрение промышленных роботов.
Она осуществляется с помощью сварочных клещей (рис. 6.27), представляющих собой автономную конструкцию, состоящую из корпуса 1 с серьгой 2 крепления к кисти робота, и подвижного корпуса 3 со сварочными клещевинами 4 и электродами 5, к которым подводится электрический ток и жидкость, охлаждающая электроды. Смыкание и размыкание клещевин, а также их поворотное ориентирующее движение относительно корпуса обеспечиваются пневмогидравлическим приводом 6. В зависимости от вида сварочного шва и формы изделия сварочные клещи могут иметь различные конфигурацию и конструкцию. Электродуговая сварка плавлением - наиболее распространенный вид сварки, однако с большим трудом поддающийся автоматизации.
Тем не менее, благодаря настойчивым усилиям ученых и разработчиков, в последние годы созданы реальные возможности для пользования промышленных роботов для электродуговой сварки ис ьз н г и сложных изделий в условиях индивидуального, мелкосерии ого серийного производств, Рис В 2г. Клещи Для контактной точечной оеални Д говея сварка производится с помощью электродуговых головок или сварочных пистолетов с воздушным или принудительным водяным охлаждением, автоматической подачей электродной проволоки и направлением под давлением в зону сварки нейтраЛьного газа (углекислого газа или аргона). Типовая сварочная голов а (р с. .
) к и 6.2В) состоит из горелки т, через которую в зону сварки автоматически подается сварочная проволока-электрод 2, а также под давлением поступает нейтральный защитный газ.Спомощью кронштейна 3 горелка У в станавли ается под технологическим углом Х к оси кисти робота г* с возможностью ее поворота вокруг этой оси. Сварочная проволока, нейтральный газ и охлаждающая жидкость поступают к горелке через гибкие шланги 4, а ее крепление к кисти робота осуществляется с помощью кронштейна 5 обычно посредством болтового соединения.
Изменение пространственного положения горелки относительно оси кисти' робота может производиться как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях посредством соединений 5 и 7. При всей Относительной простоте конструкции сварочная головка — ответственное и сложное устройство, так как в автоматических режимах сварки роботом должны быть обеспечены не только основные операции сварочного процесса, но и такие дополнительные, как периодические контроль и очистка горелки от нагара и брызг расплавленного металла„ что требует специальных автоматических приемов и устройств.
Дальнейшее совершенствование и разработка технологических сварочных инструментов для промышленных роботов, являющиеся объектом деятельности ряда научных и конструкторских коллективов как у нас в стране, так и за рубежом, - актуальная и достаточно сложная задача. 6'э2. Покрасочные технологические инструменты для автоматического окрашивания деталей, узлов и машин применяются краскораспылители различных конструкций, устанавливаемые на "руке" или кисти робота и управляемые от его системы управления. Краскораспылительные устройства, применяемые в качестве технологических инструментов в промышленных роботах, принципиально не отличаются от обычных ручных окрасочных пульверизаторов, работающих от сжатого воздуха, однако в силу специфики автоматического процесса к ним предъявляется ряд более жестких требований, а именно: воэможность раздельной подачи сжатого воздуха на распыление и управление, автоматическое регулирование интенсивности распыления (управление ходом иглы распыпительного сопла) и ширины факела распыляемой краски, установление четкой последовательности срабатывания механизмов краскораспылителя, мгновенное отсечение выброса сжатого воздуха и краски иэ краскораспылителя при его отключении, возможность ориентации краскораспылителя в любом пространственном положвнии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
