Стенд для испытаний манипуляторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ш В 25 1 11/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(72) А. Г. Карлов, А. Н. Круговой, Е. В. Пашков, Б. В. Погорелов и И. Б. Харин (71) Севастопольский приборостроительный институт(54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАНИПУЛЯТОРОВ, содержащий плиту, установленные на ней пульт управления манипулятором, устройство для задания перемещений манипулятора и устройство измерения перемещений манипулятора, включающее датчики, связанные через преобразователи с регистрирующим прибором, отличаю 80, 1135638 А щийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство измерения перемещений манипулятора снабжено таймером, счетчиками импульсов, измерительной головкой, установленной на плите с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и снабженной центральным отверстием, вокруг которого в двух взаимно перпендикулярных плоскостях установлены четыре датчика устройства измерения перемещений манипулятора, центральное отверстие сопряжено с подвижным в осевом направлении эталонным валиком, установленным на манипуляторе и сопряженным с датчиком регистрации отказов, связанным своим выходом с первым счетчиком импульсов, таймером и с первым входом регистрирующего прибора, второй вход которого связан с вторым счетчиком импульсов и пультом управления манипулятора.5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 Изобретение относится к роботостроению, в частности к стендам для оценки качества манипуляторных систем, и может быть использовано для проведения исследовательских приемно-сдаточных и других испыта-. ний промышленных роботов.Известны стенды для оценки качества манипуляторных систем, выполненные в виде пульта управления, регистрирующей аппаратуры, устройство задания траектории перемещения захвата манипулятора, перемещающегося в пространстве посредством приводного устройства, металлического стержня с закрепленными на. нем двумя параллельными пластинами, между которыми расположено металлическое кольцо, установленное в захвате манипулятора и связанное с входами регистрирующей аппаратуры, а стержень связан с выходом источника постоянного тока 1. Однако такое устройство не позволяет определять точность позиционирования в конкретных точках траектории (на точность измерения влияют погрешности устройства задания траектории; стенд характеризуется сложностью осуществления автоматизации процесса испытаний).Известен также стенд для испытаний манипуляторов, содержащий плиту, установленные на ней пульт управления манипулятором, устройство задания перемещений манипулятора и устройство измерения перемещений манипулятора, включающее датчики,связанные через преобразователи с регистрирующим прибором 23.Недостатком известного устройства является невозможность определения абсолютной погрешности перемещений манипулятора, что снижает функциональные возможности стенда.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда. Указанная цель достигается тем, что в .стенде для испытаний манипуляторов, содержащем плиту, установленные на ней пульт управления манипулятором, устройство для задания перемещений манипулятора и устройство измерения перемещений манипулятора, включающее датчики, связанные через преобразователи с регистрирующим прибором, устройство измерения перемещений манипулятора снабжено таймером, счетчиками импульсов, измерительной головкой, установлЕнной на плите с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и снабженной центральным отверстием, вокруг которого в двух взаимно перпендикулярных плоскостях установлены четыре датчика устройства измерения перемещений манипулятора, центральное отверстие сопряжено с подвижным в осевом направлении эталонным валиком, установленным .на манипуляторе и сопряженным с датчиком регистрации отказов, связанным своим выходом с первым счетчиком импульсов, таймером. и с первым входом регистрирующего прибора, второй вход которого связан с вторым счетчиком импульсов и пультом управления .манипулятором.На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 - измерительная головка и часть манипулятора, разрез; на фиг. 3 - блоксхема устройства измерения перемещений .манипулятора.Стенд для испытаний манипуляторов содержит плиту 1, установленные на ней пульт 2 управления манипулятором, устройство 3 для задания перемещений манипулятора, устройство 4 измерения перемещений манипулятора, включающее датчики 5, связанные через преобразователи (не показаны) с регистрирующим прибором (самописцем) 6. Устройство 4 измерения перемещений манипулятора снабжено таймером 7, счетчиками 3 и 9 импульсов, измерительной головкой 10, установленной на плите 1 с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и снабженной центральным отверстием 11, вокруг которого в двух взаимно перпендикулярных плоскостях установлены четыре датчика 5 устройства измерения перемещений манипулятора. Центральное отверстие 11 сопряжено с подвижным в осевом направлении эталонным валиком 12, установленным на манипуляторе 13 и сопряженным с датчиком 14 регистрации отказов (микропереключателем), связанным своим выходом 15 с первым счетчиком 8 импульсов, таймером 7 и с первым входом 16 регистрирующего прибора 6, второй вход 17 которого связан с вторым счетчиком 9 импульсов и пультом 2 управления манипулятором.Датчики 5 выполнены в виде пневматических сопел 1, соединенных с пневмоиндуктивными преобразователями 19, блоками 20 подготовки воздуха и стабилизаторами 21 давления. В качестве регистрирующего прибора 6 применен многоканальный самописец с входами 16, 17, 22 и 23. Эталонный валик 12 установлен на манипуляторе,13 посредством кронштейна 24, который может перемещаться относительно манипулятора в вертикальной плоскости и фиксироваться на нем.Измерительная головка 10 установлена на направляющей 25, которая с помощью пальцев 26 и болтов 27установлена в пазу 28 стойки 29 на плите 1. Устройство 3 для задания перемещений манипулятора состоит из поворотного стола 30, на котором установлен испытываемый манипулятор 13, и набора концевых мер 31, помещенных в паз 2 стойки 29 между направляющей 25 и микрометрическим винтом 32 на стойке 29. С помощью микрометричесжение отверстия 11 и валика 12, по отклонению стрелок самописца б определяется отклонение действительного перемещения от заданного, Если сопряжение не осуществляется, то измерительную головку О перемещают по осям Х и У с помощью микрометрических винтов 32 и 33 до тех пор, пока. не произойдет сопряжение и установятся нули датчиков. Погрешность при этом определяют по шкалам микрометрических винтов 32 и 33.При работе в режиме измерения погрешности повторяемости производят установку нулей датчиков 5 в исследуемой точке, При этом диаметр д сменной втулки 34 выбирают таким, чтобы величина (Р - д) 12 была равна максимально допустимой погрешности по вторяемости. После этого измерительный валик 12 выводится из сопряжения с измерительной головкой 10 и подается команда на отработку манипулятором определенных перемещений, а затем возврат в исследуемую точку и осуществление сопряжения. По показаниям стрелок самописца 6 определяютвеличину погрешности повторяемости. Если сопряжение не осуществляется, делается вывод о превышении величины погрешности повторяемости максимально допустимого значения. При работе в режиме измерения показателей надежности производится многократное повторение цикла работы, аналогичного циклу в режиме измерения погрешности повторяемости. В начальный момент испытаний система 36 управления запускает таймер 7. При осуществлении сопряжения эталонной втулки 34 и отверстия 11 в измерительной головке 10 самописец б регистрирует величину погрешности повторяемости.Если же сопряжение не осуществляется, происходит взаимодействие торцовых поверхностей валика 12 и измерительной головки 10. При этом валик 12 проскальзывает 0н нотносительно кронштейна 24 и воздеиствует на микропереключатель 14, срабатывание которого регистрируется каналом самописца 6 регистрации отказов О, счетчиком Ь импульсов, и отключает один из входов таймера 7.5 Система 36 управления в начальный моментцикла подает сигнал на счетчик 9 импульсов.Этот же сигнал регистрируется самописцем б по каналу регистрации циклов Ц.После отработки заданного времени испытаний таймер 7 отключает систему управления. По показаниям таймера 7 определяют время наработкидо первого отказа, а по показаниям счетчикови 9 импульсов вероятность безотказной работы по отношению числа циклов, в которых произошло 5 сопряжение, к общему числу циклов. кого винта 33 обеспечивается перемещение измерительной головки 10 в направляющей 25.Эталонный валик 12 снабжен сменной втулкой 34. Пружины 35 поджимают измерительную головку к микрометрическому винту 33. Пульт 2 управления манипулятором содержит систему 36 управления. Датчик 14 регистрации отказов выполнен в виде микропереключателя.Стенд работает следующим образом.Сжатый воздух из блоков 20 подготовки воздуха поступает в стабилизаторы 21 давления, а затем подается на пневмоиндуктивные преобразователи 19 и пневматические сопла 1, Сигналы от пневмоиндуктивных пре образователей 19 подаются на входы 22 и 23 самописца 6.Перед началом испытаний манипулятор 13 выводится в исходное положение. При этом кронштейн 24 перемещается в верхнее положение, Ослабляя болты 27, убирают конго цевые меры 31 из паза 2 стойки 29, измерительная головка 10 перемещается вручную по координатам Х и У так, чтобы ее ось грубо совпала с осью валика 12. После этого опускают вниз кронштейн 24, перемещая нри этом измерительную головку 10 так, чтобы произошло сопряжение ее отверстия 11 со сменной втулкой 34 измерительного валика 12. Затем в паз 2 стойки 29 укладывается нужный набор концевых мер 31 и осуществляется точная настройка положе ния измерительной головки 10 с помощью двух микрометрических винтов 32 и ЗЗ.Измерительная головка 10 поднимается к микрометрическому винту ЗЗ пружинами 35.Измерительную головку 10 перемещают до35 техпор, пока стрелки самописца 6 по каналам продольного и поперечного смещения не займут среднее положение, т.е. производится так называемая установка нулей датчиков 5. После этого работа стенда осуществляется в трех режимах: измерения абсо лютной погрешности позиционирования; измерения погрешности повторяемости, а также измерения показателей надежности.При работе в режиме измерения абсолютной погрешности позиционирования пос де установки нулей датчиков 5 в исходной точке валик 12 выводится из сопряжения с отверстием 11 в измерительной головке 10 и затем задается перемещение, величину которого требуется замерить. Задание радиаль ных перемещений осуществляется изменением длины концевых мер 31, а задание угловых перемещений осуществляется с помощью поворотного стола 30 на угол, величину которого требуется измерить. Затем. с помощью системы управления подается 5 команда на отработку заданного перемещения и измерительный валик 12 опускается вниз до упора. При этом происходит сопряПрименение в предлагаемом стенде дляиспытаний манипуляторов устройства изме 1135638рения перемещений манипулятора, снабженного таймером, счетчиками импульсов, измерительной головкой, установленной на плите с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и снабженной центральным отверстием, вокруг которого в двух взаимно перпендикулярных плоскостях установлены четыре датчика устройства измерения перемещений манипулятора, причем центральное отверстие сопряжено с подвижным в осевом направлении эталонным валиком, установленным на манипуляторе и сопряженным с датчиком регистрации отказов, связанным своим вы ходом с первым счетчиком импульсов, таймером и с первым входом регистрирующего прибора, второй вход которого связан с вторым счетчиком импульсов и пультом управления манипулятора, расширяет функциональные возможности стенда.(11ВН 1130филиал Составитель В, МухановТехред И. Верес Корректор М. МаксимишиТираж 1050 ПодписноеИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4(5ППП сПатенть, г, Ужгород, ул. Проектная, 4