ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технические средства адаптации промышленных роботов для дуговой сварки из "Системы очувствления и адаптивные промышленные работы " Как показывает практика, широкая роботизация сварочного производства в значительной степени зависит от наличия надежных средств адаптации, пригодных для использования в составе РТК дуговой сварки. [c.176] Случайные отклонения линии сопряжения свариваемых деталей от траектории, запрограммированной роботу, вызывают необходимость геометрической (пространственной) адаптации, в результате чего система управления корректирует траекторию перемещения сварочной горелки относительно изделия. Отклонения геометрических характеристик (зазора, площади сечения разделки, взаимного положения кромок свариваемых элементов и т. д.) самого соединения, подготовленного под сварку, вызывают необходимость технологической адаптации, при которой должны корректироваться параметры процесса сварки (сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость сварки, амплитуда и частота колебаний электрода и т. д.). [c.176] Рассмотрим вначале первый класс задач, для которых отклонения линии соединения могут быть сведены к ее параллельному переносу или повороту в рабочем пространстве. Принцип адаптации, который может быть использован для решения задач этого класса, основан на том, что при неизменной форме линии соединения для получения информагции о необходимой корректировке программы перемещений для данного экземпляра изделия достаточно найти до начала сварки (с помощью какого-либо датчика) положение определенного числа базовых точек на тех поверхностях свариваемых элементов, пересечения которых образуют линию соединения или отстоят от нее на неизменном расстоянии. Датчик можно рассматривать как тактильный прибор или устройство другой физической природы, например, датчик расстояния до поверхности изделия. Для нахождения положения базовой точки датчику сообщается заранее обученное поисковое движение в направлении к поверхности изделия. Базовая точка здесь определяется как точка пересечения линии поиска с поверхностью изделия. Ориентация линий поиска в рабочей зоне остается неизменной для всех экземпляров изделия данного типоразмера. [c.177] Для определения положения тела в пространстве в общем случае необходимо и достаточно найти положения трех непараллельных между собой плоскостей, принадлежащих этому телу. Каждая плоскость задается положением трех базовых точек, не лежащих на одной прямой. В результате получается девять базовых точек. [c.177] В универсальном РТК дуговой сварки поиск всех базовых точек должен производиться последовательно до начала сварки, что требует значительных затрат времени. Поэтому весьма важно для конкретных типовых задач находить возможности уменьшения числа корректируемых базовых точек. Например, в тех случаях, когда все швы прилегают к одному элементу неизменной формы, случайным образом смещенному в пространстве, фактическое положение всех точек этого элемента можно определить по шести базовым точкам, так как при малых смещениях положения остальных трех точек можно вычислить, если известны координаты указанных шести точек. Если задача может быть сведена к повороту в стационарной плоскости, например, при приварке случайно смещенного жесткого элемента любой формы к плоскому листу, не изменяющему своего положения в пространстве, то достаточно определить смещения трех базовых точек. [c.177] НОМ переносе необходимо в общем случае определять положения трех базовых точек, а при плоском (двумерном) — всего лишь-двух. Если учитывать только параллельный перенос, процедура адаптации существенно упрощается она сводится к смещению запрограммированной траектории по двум или трем декартовым координатам. [c.178] Отметим, что результаты измерений отклонения базовых точек могут быть использованы не только для вычисления коррекций, но и для компенсирующего поворота изделия или координатной системы манипулятора робота. В этом случае для определения требуемого угла компенсирующего поворота, нанример, при плоской задаче, достаточно всего двух базовых точек. Так как компенсирующий поворот изделия или координатной системы манипулятора может производиться только вокруг определенных осей, а случайный поворот изделия возможен вокруг любых осей, то после такой компенсации случайного поворота возникает необходимость компенсации параллельного переноса. [c.178] При случайном параллельном переносе корректировка программы состоит в автоматическом совмещении в декартовой системе координат начальной точки запрограммированного сварочного движения с фактической начальной точкой линии свариваемого соединения для каждого экземпляра изделия. [c.178] Возможны три метода совмещения на основе последовательного определения положения необходимого числа базовых точек метод непрограммируемых поисковых движений метод прерывания отработки программируемых поисковых движений комбинированный метод. Число базовых точек при параллельном переносе выбирают следующим образом одна базовая точка требуется при одномерном, две — при двумерном (плоском) и три — при трехмерном (пространственном) переносе. Сущность указанных методов применительно к одномерному переносу (случайное смещение по одной координате) иллюстрирует рис. 6.1. [c.178] Метод прерывания отработки программируемых поисковых дви-л ений отличается от первого метода тем, что поисковое движение программируется на длину отрезка между точками Ь м (рис. 6.1,6), причем точку выбирают заведомо за пределами поля отклонения положения искомой поверхности — за его дальней границей. На участке щун обязательно встречается с искомой поверхностью, после чего поисковое движение прекращается и начинается отработка следующего кадра программы. Максимальное значение хода поискового движения равно 2А - - 2ад. [c.179] Как видно из рис. 6.1, а, б, оба метода, описанные выше, приводят к смещению начальной точки о в первом случае — к искомой поверхности, а во втором — от нее. При этом в системах, работающих в приращениях (с плавающим началом отсчета) и без запоминания положения (отклонения) базовых точек, требуется процедура возврата в исходное положение Ор перед сваркой очередного экземпляра изделия. [c.179] Третий метод — комбинированный и представляет собой сочетание первых двух. Для реализации поиска предусматривается как программируемое, так и непрограммируемое поисковое движение. Если на участке Ьср (рис. 6.1, б) программируемого поискового движения щуп не встретится с искомой поверхностью, то, начиная от точки Ср, включается непрограммируемое поисковое движение до встречи щупа с искомой поверхностью в точке с. Если на участке ЬСр щуп встретит искомую поверхность, например в точке с (рис. 6.1, г), то поисковое движение прекращается. Максимальный ход поискового лБИжения равен (рис. 6.1, е) 2А Н- ал. [c.179] Первый метод легко реализуется при поисковых движениях, ориентированных вдоль координатных осей, и обеспечивает наименьшее время поиска при прочих равных условиях. Второй метод позволяет осуществлять поисковые движения по любым траек ориям, произвольным образом ориентированным относительно координатных осей. Преимущество третьего метода — отсутствие необходимости в процедуре возврата в исходное положение, что особенно важно для систем, работающих в приращениях. [c.179] Положения в рабочем пространстве программируемых и фактических траекторий движения центра щупа и рабочей точки сварочного инструмента определяются на основе рассмотренных выше методов совмещения. [c.180] При последовательном поиске базовых точек в системах, работающих в приращениях, порядок выполнения и направление поисковых движений должны быть такими, чтобы поиск положений каждой последующей базовой точки не нарушал совмещения, достигнутого при поиске предыдущих базовых точек. Такое правило является основополагающим при определении порядка поиска базовых точек изделий с искомыми поверхностями, не параллельными координатным осям. [c.180] Рассмотренные принципы распространяются и на трехмерные задачи. [c.180] Задачи адаптации рассмотренного класса приходится решать при автоматизации сварки главным образом коротких швов, для которых в большинстве случаев можно принять, что случайные смещения линии соединения сводятся к ее параллельному переносу в пространстве. Для компенсации параллельного переноса короткого шва требуется измерение смещений не более трех базовых точек и весьма простая корректировка программы, а именно смещение начала отсчета. [c.180] Отметим, что поиск положения базовых точек и сварка могут осуществляться как одним, так и различными манипуляторами. В последнем случае одна измерительная манипуляционная система может выдавать данные для корректировки программы нескольким технологическим манипуляционным системам. [c.180] Рассмотрим теперь второй, более общий, класс задач, для которых характерно не только случайное смещение линии соединения в пространстве, но и случайное искажение ее формы. Для решения задач этого класса в общем случае необходимо определять для каждого экземпляра изделия реализацию случайной вектор-функции, характеризующей текущую коррекцию положения и ориентации горелки относительно изделия (по сравнению с текущим программным ее положением и ориентацией) с целью компенсации случайных отклонений линии соединения от запрограммированной траектории. [c.180] Измерение отклонений указанными датчиками может осуществляться непрерывно или периодически (с последующей интерполяцией значений отклонений между точками измерения) во время сварки или до сварки на холостом ускоренном проходе по исходной программе с запоминанием значений отклонений либо откорректированной программы. [c.181] Вернуться к основной статье