[МУЗЫКА] Здравствуйте, уважаемые слушатели. Продолжим рассмотрение систем очувствления контактного типа для адаптивных роботов. Системы контактной информации включают в себя различные датчики, например, датчики тактильного и силомоментного очувствления. Тактильные и силомоментные датчики применяют для обнаружения объекта, установления момента соприкосновения с ним, определения размеров объекта, контроля силовых и моментных нагрузок и давления на объект, установления готовности основного технологического оборудования к обслуживанию роботом, а также для обеспечения безопасной работы. Остановимся подробнее на тактильных системах. Тактильными называют такие системы, которые позволяют роботу зарегистрировать факт касания с объектом, определить положение точек касания и измерить контактные силы в каждой из них. Тактильные датчики могут быть построены с использованием различных физических эффектов: пьезоэлектрического, электромагнитного, магнитоэлектрического и других. Рассмотрим тактильную систему, в основу работы которой положен эффект изменения под нагрузкой электрического сопротивления какого-либо эластичного материала. В качестве эластичного материала может быть использован, например, каучук, по всей массе которого в процессе изготовления распределены микрочастицы вещества, проводящего электрический ток, например медь. Под действием внешней силы каучук прогибается, замыкая электрический контакт с электродами поперечных рядов, а затем деформируется, в результате чего проводящие ток частицы сближаются и начинают контактировать друг с другом, увеличивая количество возможных путей для протекания электрического тока, подводимого с помощью металлических электродов. При силовом взаимодействии детали с тактильной матрицей ее поверхность деформируется, что приводит к срабатыванию отдельных тактильных датчиков. В результате формируется так называемый тактильный образ. Анализируя полученный тактильный образ, можно оценить, совпадает ли он с одним из эталонов, занесенных в память микроЭВМ в процессе обучения робота распознаванию деталей. И, если совпадает, определить положение его характерных точек по отношению к осям матрицы. Тактильные системы очувствления роботов пока не нашли широкого применения из-за непосредственного контакта с деталями. Такие системы должны быть прочными, надежными, пыле- и влагозащищенными, устойчивыми к механическим и температурным перегрузкам. Существует одна область применения тактильных систем, которую они завоевали довольно уверенно, далеко оттеснив возможных конкурентов. Речь идет о контрольно-измерительных роботах, снабженных тактильным щупом вместо традиционного захватного устройства. Принцип действия такого робота довольно прост. При контроле формы какого-либо крупногабаритного изделия робот ощупывает его по заданной программе. При касании тактильного датчика поверхности изделия формируется электрический сигнал, отмечающий это событие. По этому сигналу микроЭВМ системы управления прерывает движение робота и считывает показания с датчиков положения его степеней подвижности, на основе которых рассчитывается положение точки касания в некоторой системе координат, выбранной в качестве базы для оценки отклонения формы данного изделия от эталона. Рассмотрим силомоментные системы очувствления. Силомоментные системы очувствления — это сенсорные устройства, обеспечивающие измерение компонента вектора силы и вектора момента сил, развиваемых роботом в процессе взаимодействия с изделием в проекции на некоторую систему координат. Принцип действия систем силомоментного очувствления основан на измерении упругих деформаций датчика, вызванных внешними силами или моментами. Система силомоментного очувствления состоит из механической части, представляющей собой совокупность упругих элементов с размещенными на них тензопреобразователями (последние формируют электрический сигнал, пропорциональный деформации упругого элемента), усилительных и комплектующих устройств и устройства для вычисления величин проекции вектора силы и вектора момента силы. В качестве вычислительного устройства используется либо специальный микропроцессор, либо микроЭВМ управляющего устройства робота. Наиболее часто силомоментные датчики устанавливаются между последним звеном робота и захватным устройством или инструментом. В этом случае компонент силового вектора измеряется в проекции на связанную с захватом систему координат. Силомоментные датчики находят широкое применение в промышленных роботах или специальных машинах с подвижными рабочими органами при выполнении таких операций как сборка, зачистка отливок, шлифовка деталей и в других операциях, в которых следует развивать строго дозированное силовое воздействие на объект. Рассмотрим примеры применения силомоментных датчиков. Оснащение промышленного робота системой силомоментного очувствления позволяет преобразить его поведение. Рассмотрим сборку гладких цилиндрических или резьбовых соединений, которые в большом количестве встречаются в продукции машиностроения и приборостроения, например, установка поршней в цилиндре автодвигателя, запрессовка подшипников, крепление одних деталей к другим болтами, гайками, шпильками, штифтами и тому подобное. Роботу сложно соединить два тела или вставить одно в другое, например, цилиндр в круглое отверстие, даже если между ними существует зазор, так как всегда есть ошибка в относительном позиционировании и ориентации сопрягаемых деталей. Из-за начальной несоосности и углового перекоса или затрудняется движение цилиндра от устья отверстия вглубь, или детали вообще заклиниваются. Так обычно и происходит при автоматизированной сборке с помощью неочувствленного робота, если погрешности позиционирования деталей оказываются больше допустимых. Адаптивный робот с силомоментной системой очувствления знает направление действия сил, возникающих при контакте сопрягаемых тел, знает, в каком направлении нужно переместить свое захватное устройство с зажатой в нем деталью, чтобы силы реакции стали равными нулю либо не превышали заданной величины. Человек тоже стремится свести к нулю любое возникающее противодействие, машинально центрируя сопрягаемые детали. Робот с силомоментным очувствлением подводит цилиндр точно к устью. Затем, определив после соприкосновения по силам реакции направление на центр отверстия, начинает, не прерывая контакта, перемещать цилиндр к нему, постепенно выравнивая и вводя его внутрь до полного завершения сборки. Способность очувствленного робота определять направление на центр после контакта цилиндра с обычно более широкой входной частью отверстия позволяет чуть ли не в десять раз снизить требования к погрешности позиционирования и ориентации собираемых деталей. Операция абразивной зачистки отливок и шлифования изделий также относится к категории операций, с трудом автоматизируемых с помощью промышленных роботов, функционирующих по жесткой программе. Причина трудностей заключается в значительных отклонениях форм отливок и структуры заусенцев от образца к образцу, больших погрешностях их позиционирования на рабочей позиции, большом износе абразивного инструмента в процессе обработки и многих других факторов, не позволяющих обеспечить заданное качество обработки, управляя роботом по программе. В то же время применение методов коррекции инструмента, использующих информацию о силах резания, позволяет роботу не только адаптироваться к неблагоприятному воздействию возмущающих факторов, указанных выше, но и обеспечить возможность регулирования глубины резания и скорости подачи инструмента. Сущность активной коррекции заключается в организации комбинированного управления траекторией движения инструмента и величинами сил резания. Для этого предварительно обученному роботу устанавливают в рабочую позицию очередную отливку, подлежащую обработке, и переводят его в режим воспроизведения программы, выполняя которую, он измеряет силы и моменты сил, действующие между деталью и инструментом, корректирует свою скорость перемещения таким образом, чтобы значения сил резания не выходили за пределы допуска. Робот может принять решение о повторном проходе инструментом по уже обработанному участку детали. Системы очувствления роботов развиваются все шире, наряду с другими средствами технического контроля, обеспечивающими создание гибких производственных систем, функционирующих определенную часть времени без участия человека. Современное состояние в области информационных систем адаптивных роботов подробно описано в работе «Промышленные роботы: основные типы и технические характеристики». Уважаемые слушатели, проверьте свои знания. Ответьте на вопросы. На следующей лекции рассмотрим учебный лабораторный стенд, предназначенный для изучения функционирования гибкой производственной системы на базе двух токарных станков с числовым программным управлением и робота. До свидания. [МУЗЫКА]
