Робототехника.Фу, Ли, Гонсалес (962794), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Это устраняет необходимость измерять расстояния и углы между системами координат, что весьма трудоемко. Хотя система декартовых координат широко применяется для представления конфигураций робота, она имеет некоторые ограничения. Более удобным способом представления конфигураиий робота по сравнению с декартовой системой координат является система обобщенных координат. Поскольку обратная задача кинематики не дает единственного решения, конфигурация робота определяется неоднозначно в декартовом пространстве. По мере увеличения числа опсрапий и объектов связи между системами координат становятся сложными и трудными для управления, Кроме того, число требуемых вычислений также существенно увеличивается. 493 9,2.2.
Определение движения Наиболее общей операцией в роботизированной сборке является операция типа «взять и установить». Она включает дви- Неподвижная система координат ! Система иоордннат, связанная с деталью Неподвижная система координат Направление закоата болта Направление захвата болта Система координат, связанная с отверстием летали Система координат, связанная с головкой болта Система копрдинат, связанная с Гоаоакой болта Система координат, связанная со скватом Система координат, свизанная со скватом (Е) (Е) Рис. 9.3. Траектория движения робота, Рис. 9.2. Связи между фреймами, жение робота от начального положения к положению схватывания, захват объекта и движение в конечное положение.
Движение обычно определяется как последовательность промежуточных положений, которые должен достигнуть робот. Однако определения только начального и конечного положения не достаточно. 495 494 Система иоординат„ связанная с сочленением (Тз) ! Система координат, связанная с корпусом Неподвижная система координат Система координат, связанная с деталью С и с те м д координат, связанная с отверстием детали Система координат, связанная с сочленением (Тз) ! Система координат, связанная с корпусом ! Неподвижная система координат Вначале управляющая система планирует траекторию движения робота без учета расположения объектов в рабочем пространстве и возможных препятствий на планируемой траектории.
Для того чтобы управляющая система могла генерировать траекторню, свободную от столкновений с препятствиями, программист должен задавать достаточно часто промежуточные точки траектории. Например, как показано на рис. 9.3, если было бы задано движение по прямой линии от точки А к точке С, то робот столкнулся бы с деталью. Поэтому для обеспечения безопасности движения робота необходимо ввести промежуточную точку В. Промежуточные положения робота могут быть определены либо в обобщенной, либо в декартовой системе координат в зависимости от языка программирования. В языке ЛЕ движение определяется с помощью команды МО)УЕ, которая указывает систему координат требуемого положения руки робота. Промежуточные точки определяются с помощью ключевого слова )УтА, за которым следует фрейм промежуточной точки (табл.
9.4). На языке АМЕ пользователь имеет возможность определять движение робота в обобщенных координатах и составлять собственные программы для представления движения в декартовых координатах. Сочленения определяются номерами сочленений (от 1 до 6), и движение может быть либо относительным, либо абсолютным (табл, 9.4). Таблица У4. Примеры описания движения руки робота ив языках Аь и АМЬ Нз языке Айл (перемещзть руку из состояния покоя к системе координат А и затем к системе координат болт схваг) МОЧЕ Ьзпп ТО Л; МОЧЕ Ьзпп ТО болг схваг; (другое описание дви>ке>гия робота) МОЧЕ Ьаггп ТО оолг ахает Ч!А А; (двигзться вдоль текупгей оси ?.
иа 25,4 мм (отиоситпвьиое движение)) МОЧЕ Ьзггп ТО З вЂ” 25,4ч?чмм; Примечании Ьапп — идентификатор, обозначающий руку робота; Э указывает текущее положение руки, эквивалентное выраже. иию: робот «Т6*Е Выражения в скобках (...) являются комментариями. Нз языке АМ1.: ° "Переместить сочленения 1 и 4 из 234 мм и 20' соответственно (абсолютное движение)" МОЧЕ ((1,4), (234,20~), ° "Переместить сочленения 1, 3 и 6 из 25,4 мм, 50,8 зцг и 5' соответственно (отиосительиое движение) " ОМОЧЕ (( 1,3,6~, (25,4, 50,8)); Примечание: Вь>рз>кеиия в кавычках "..." являются комментариями. К недостаткам этого типа описания относится то, что программист должен предварительно спланировать все движения робота, чтобы выбрать промежуточные точки.
В результате робот может совершать лишние движения по траектории. Более того, описание сложной траектории как последовательности точек приводит к неоправданно длинной программе. При движении руки робота из начального положения в конечное имеются физцческие ограничения, например такие, как места закрепления звеньеи, которые требуют, чтобы рука шла вдоль оси. Кроме того, имеются ограничения на движение робота в рабочем пространстве, связанные с расположением объектов. В обоих случаях это может препятствовать требуемому движению робота.
Для обеспечения безопасного движения программист должен управлять такими параметрами, как скорость, ускорение, замедление, направление движения. Обычно эти параметры рассматриваются как ограицчения, которым должно удовлетворять программное движение.
Язык АЕ оснащен ключевым словом ЮТТН, с помощью которого к командам движения робота присоединяются операторы ограничения. В табл. 9.5 приведены команды движения робота из состояния «болг схаат к точке А 496 Таблица у.б. Примеры описания движения руки робота ив языквх АЬ и АМь На языке АЬ: (Перемещать руку от системы коордиизт болт сгват к системе координат А) МОЧЕ Ьзпп ТО А УЧ1ТН ))ЕРАЦТОЦЕ=Л (ЧЦТ загрузочное устройство !Ч1ТН 01)ЦАТ!ОЯ б*с; (открыть схвзт из 63,5 мм) ОРЕХ Ььвпб ТО 63,5*мм Пр>ы>в«ание. С помощью комзиды ЦГйТ (по отношению к) создается вектор в указанной системе координат.
Нз языке АМ1.: ° Переместить сочленения 1 и 4 иа 254 мм и 20' со скоростью 25,4 мм/с. ° Ускорение и замедление равны 25,4 мм/с'. МОЧЕ ( ( 1,4 л., ( 254 20), (25 4, 25 4, 25,4) ); ° Открыть схват иа 63,5 мм МОЧЕ (Орг!РРЕй, 63.5); с направлением начала движения вдоль положительного направления оси +Я загрузочного устройства и нременной длительностью 5 с, т. е. медленное движение. В языке АМЕ агрегаты типа (скорость, ускорение, замедление) могут быть добавлены к команде МО)'Е, чтобы определить скорость, ускорение п замедление робота.
Обычно движения схвата должны рассчитываться в зависимости от поставленной задачи и окружающих условий зоны рабочего пространства. В большинстве языков предусмотрены простые команды движений схвата, из которых строятся сложные движения. Для двупалого охвата могут быть предусмотрены команды «открыть» (разжатие пальцев) или «закрыть» (сжатие пальцев). Оба языка АЛ и АМЛ используют предварительно определенные переменные для обозначения охвата (в АЕ— Ь)ганг!, в АМŠ— БЕТРРЕЕ).
Используя команду ОРЕМ (в АЕ) и МО)'Е (в АМЕ), можно запрограммировать требуемое раскрытие охвата (табл. 9.5), 9.2Л. Очувствленне и управление Расположенис и размеры объектов в рабочем пространстве, как правило, определяются только с некоторой степенью точности. Чтобы робот выполнял задачи при наличии этих ограничений, должно быть реализовано очувствлсние. Информация, собранная с датчиков очувствления, такжедействуеткакобратная связь с рабочим пространством, что помогает роботу исследо- 497 вать и проверять состояние сборки. Очувствленне в программировании робота условно делится на 3 типа: 1.
Позиционное очувсгвление. Применяется для определения текущего положения робота. Оно обычно дается кодировщнками, чтобы измерять углы в сочленениях и вычвслять соответствующее положение руки робота в рабочем пространстве. 2, Силовое и тактильное очрвсгвление. Применяется для определения наличия объектов в рабочем пространстве. Силовое очувствление используется при управлении упругой податливостью, чтобы обеспечить обратную связь в управлении движением по силе, а тактильное очувстнление — для определения проскальзывания во время схватывания объекта. 3. Системы технического зрения. Применяются для идентификации объектов н грубой оценки их положения. На сегодняшний день нет общего соглашения, как стронть команды очувствления, н каждый язык программирования ро. ботов имеет свой собственный синтаксис.
АЕ снабжен командами типа РОВСЕ (ось) и ТОКОИЕ (ось) для силового очувствления, определяемых в командах управления как условия. Например: РОсссСЕ(2) ) 0,84 и И. АМЕ оснащен оператором МОА!!ТОР, который вводится в команды управления для определения асинхронных событий. Программист может ввести в программу описание датчиков и управлять движением робота, используя информацию от датчиков (табл. 9.6). Также имеются Таблица 9.5.
Силовое очувствленне н податливое двнженме Нв языке А1.: (Тест нз определение отверстия с помощью силового очувствленив» МОЧЕ Ьзгт ТО З вЂ” 25,4*У*мы ОМ РОНСЕ(5) (2,8*Н ОО АВОНТ ("МО НО1.Е"); (Усхзновнть болт, действуя силой вниз, пока нет сопротивления) МОЧЕ Ьзгщ ТО деталь отверстие )Ч!ТН РОЙСЕ(2) = — 2,8*Н Цс!ТН РОкСЕ(Х) =О*Н ЦС!тн ЕОНСЕ(У) =О Н 1Ч!ТН И)НАТ!ОН З Нз языке АМЬл ° Определить команду управления длк датчиков силы 5) Р н 5йР. Если значения снгнзлов с датчиков выходят нз ннтервзлз [О, Р), спо1спонз = 1, в противном случае О 1щопз=-МОЬ)!ТОН((51Р, 5)(Р), 1,0, Р); ° Переместить сочленение 3 нз 25,4 мм н остановить, если !щоаз = 1, ОМОЧЕ ((З~, (1), !щепе); Примечание.
Синтаксис команды управления: МОМ!ТОН (лвтчнкн, тнп теста. 1-й предел, 2-й предел) операторы типа ОРОЯТТОсу*, которые дают информацию о текущем положении сочленений ". Большинство языков программирования роботов ориентировано на применение в системах технического зрения, и пользователь имеет возможность самостоятельно разрабатывать программные модули для обработки зрительной информации. Одно из основных применений информации очувствления состоит в том, чтобы начать нлн завершить выполнение операции. Например, деталь, находящаяся на ленте конвейера, попадая в поле зрения оптического датчика может быть захвачена роботом по сигналу с этого датчика. В случае возникновения ненормальных условий функционирования выполнение команды прекращается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
