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

(51)4 В 25 Л 11/00, 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ ТОРСКОМУ СВИДЕТ ен оГ Ьеося оп5 г.йастап пея- 820. вц 1 гя а 1 Ко Е Ье у оГ816 ВОСПР ОБОТА ЕГОГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Иагпес 1 се ас а 1, кЕхаш 1 пас 1 оп оГ 1 пйцвсга Тези Бапй. - Ргос.Иог 1 с 1 Соп 8 гевя оГ Тагесапс 1 МесЬап 1 вшв, 199,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТИЗВЕДЕНИЯ ПРОГРАММЫ ДВИЖЕНИЯМАНИПУЛЯТОРА И УСТРОЙСТВО ДОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля испытаний различных роботов-манипуляторов. Целью изобретения является повышение производительности иупрощение за счет того, что упрощается и ускоряется процесс подготовкиуправляющих программ для робота-манипулятора и координатного измерительного устройства, т.к, не требуетсястрогого согласования движений дляэтих двух машин. Для этого одно иззвеньев, например схват 2, роботаманипулятора 1 приводят в некоторомначальном положении во взаимодействиечерез блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатно1377179 го измерительного устройства 5, Позаданной блоком 6 программе движенияблоки 7 и 8 управления вырабатываютуправляющие воздействия на приводысоответственно- робота-манипулятора1 и координатного измерительногоустройства 5 При воспроизведениипрограммы движения возникают смещения звена 2 робота-манипулятора от-носительно конечного звена 4 координатного измерительного устройства 5,Эти смещения измеряются блоком 3чувствительных элементов. Информация с блока 3 поступает в блок 10обработки информации для определенияфактическйх координат положений звена 2 робота-манипулятора .и оценкикачества воспроизведения программыдвижения робота по принятым показаИзобретение относится к машиностроению и может быть использованодля испытаний различных роботов-манипуляторов.Целью изобретения является повывение производительности и упрощениеза счет того, что упрощаетая и ускоряется процесс подготовки управляющих программ для робота-манипулятораи координатного измерительного устройства, так как не требуется строгогосогласования движений этих двухмашин.: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, блок9 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 длякоррекции движения звеньев координатного измерительного устройства всоответствии с фактическими перемещениями звена 2 робота-манипулятора,Корректирующие сигналы вырабатываются в блоке 9 коррекции. Корректирующие сигналы от блока 9 поступают наблок 8 управления координатным измерительным устройством, где суммируются с сигналами от блока 6 заданияпрограмм, что и обеспечивает коррекцию программных движений звеньевкоординатного измерительного устройства 5 и согласование перемещений его конечного звена 4 с перемещениями звена2 робота-манипулятора. 2 с.п. и 2з.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 робота- манипулятора 1 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 сле" дующим образом.Одно из звеньев (звено 2) робота- манипулятора 1 приводят в некотором начальном положении во взаимодействиечерез 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 5.10При 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 робота- манипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройства, отсчитываются от некоторого их относительного положения, принятого за нулевое, и характеризуются много- компонентным в общем случае шести- мерным) 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-манипулятора или с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства.Информация с блока 3 используется0 для коррекции движения звеньев координатного измерительного устройства 5 в соответствии с Фактическими перемещениями звена 2 робота-манипулятора. Корректирующие сигналы вырабатываются в блоке 9 коррекции, в котором ведется преобразование информации от блока 3 и по измеренным относительным положениям звена 2 робота- манипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройс"50 тва определяются дополнительные (корректирующие) воздействия на приводы этого устройства для согласования перемещений конечного звена 4 с фактическими перемещениями звена 2.55Корректирующие 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 погрешностьвоспроизведения 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 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 формула изобретения 1. Способ контроля качества воспроизведения программы движения ро 5 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 робота- манипулятора, о т л и ч а ю щ и й с я 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 й с я тем, что движение звеньев координатного измерительного устройс тва корректируют так, чтобы положение его конечного звена непрерывно совмещалось с наперед заданным положениемотносительно звена робота-манипулятора.3. Способ по п, 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что движение звеньев координатного измерительного устройства корректируют так, чтобы положениеего конечного звена относительно звена роботаманипулятора находилосьв пределах рабочего диапазона блокачувствительных 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 робота- манипулятора 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,