ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сборочные роботы с силомоментным очувствлением из "Системы очувствления и адаптивные промышленные работы " Автоматизация сборочных операций, в особенности в условиях мелко- и среднесерийного производства, является в настоящее время одним из основных направлений применения адаптивных роботов с силомоментным очувствлением. [c.200] Компромиссное решение заключается в применении сборочных роботов, погрешность позиционирования захвата которых составляет 0,1 мм, для сборки по жесткой программе широкой номенклатуры изделий с соизмеримыми допусками. Эти же роботы, оснаш,енные дополнительными устройствами для адаптации к погрешностям позиционирования объектов, могут быть использованы для прецизионной сборки изделий с относительными зазорами порядка 10 мкм. [c.201] Идея сопряжения деталей, например, вала и втулки, с относительным зазором порядка 10 мкм с помощью манипулятора, обеспечивающего погрешность позиционирования захвата не более 100 мкм, состоит либо в применении массивных механических центрирующих устройств, либо в использовании дополнительных обратных связей в системе управления робота от датчика вектора сил и моментов, действующих в точке контакта деталей. Хотя пассивный и активный способы адаптации служат одной и той же цели — компенсации погрешностей. относительного линейного и углового расположения сопрягаемых деталей, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. [c.201] Пассивные механические центрирующие устройства (МЦУ), устанавливаемые между последним звеном манипулятора и захватом (рис. 7.4), обладают податливостью по линейным и угловым координатам, что обеспечивает возможность смещения вала, зажатого в захвате, под действием сил и моментов, приложенных в точке контакта вала с втулкой. Особенностью МЦУ является то, что центр вращения вала относительно осей координат, связанных с захватом, располагается, на торцовой поверхности вала, контактирующей с втулкой. Это обеспечивает наилучшие условия сопряжения деталей без возникновения заклинивания. [c.201] Гораздо большими возможностями обладают перепрограммируемые сборочные манипуляторы, в которых в процессе управления движением используется информация о силах и моментах, возникающих при взаимодействии собираемых частей изделия. Активная адаптация к погрешностям позиционирования и ориентации деталей может быть реализована в сборочном роботизированном комплексе либо путем корректирующих движений приводов степеней подвижности самого манипулятора, либо путем перемещения группы приводов, скомпонованных в единый блок, который часто называют сборочным модулем. [c.202] Каждый из способов активной адаптации при сборке может иметь два конструктивных варианта реализации, отличающихся местом установки силомоментного датчика или сборочного модуля. [c.202] Общий недостаток рассматриваемых вариантов активной адаптации к погрешностям позиционирования собираемых деталей заключается в сложности одновременного выполнения требований заданной динамики движения и статической точности манипулятора в процессе транспортных перемещений и требований, предъявляемых к конечной фазе — выполнению сборочной операции, характеризуемой микроперемеи1,еииями сопрягаемых деталей и точным контролем действующих сил и моментов. Поэтому в ряде конструкций сборочных роботов задачи транспортного перемеи епия деталей и точного их сопряжения с использованием информации о силах и моментах, действующих в точке контакта, решены с помощью различных устройств транспортные перемещения выполняются промышленным роботом, а адаптивная коррекция положения деталей осуществляется сборочным модулем, оснащенным силомоментным датчиком. Сборочный модуль может быть установлен как на самом роботе вместо его последнего звена или захвата, так и отдельно от него. [c.203] Количество преобразований координат, осуществляемых в процессе управления в рассматриваемом случае, определяется только кинематикой самого сборочного модуля и не зависит от места его установки. Кроме того, разделение функций транспортного переноса деталей и их точного нозиционирования и ориентации при сборке позволяет независимо от размеров и массы изделий оптимизировать обе эти фазы движения одновременно. При этом допускаются значительные начальные смещения деталей относительно друг друга (до единиц миллиметров), а контактные силы и моменты могут быть ограничены любым заданным произвольно малым значением, что обеспечивает сборку хрупких и легко повреждаемых изделий. [c.203] Наиболее удобной схемой исследовательской установки для изучения процессов механической сборки принято считать схему комплекса сборочный модуль — промышленный робот. Она имеет целый ряд практических преимуществ. Во-первых, на основе такого комплекса могут быть исследованы любые из рассмотренных выше типов принципы адаптации к начальному смещению деталей. Во-вторых, отсутствуют какие-либо ограничения, налагаемые кинематикой конкретного сборочного манипулятора при цифровом управлении сборкой в реальном масштабе времени, так как сборочный модуль обычно строится по простейшей кинематической схеме и часто с взаимно ортогональными осями движения приводов. В-третьих, экспериментальная конструкция сборочного модуля может послужить прообразом реального устройства, устанавливаемого на кистевом звене робота. [c.203] Последовательность работы сборочного комплекса следующая. С помощью электромеханического робота УЭМ-2 осуществляется перенос одной из сопрягаемых деталей, например, втулки, в заданную точку рабочей зоны адаптивного сборочного модуля и ее фиксация на установочной поверхности. Другая деталь, например, вал, захватывается из накопителя сборочным модулем и подается с помощью горизонтальных приводов к предполагаемому месту нахождения втулки. В момент касания сопрягаемых деталей по образующей фасочной поверхности возникает сила реакции связи, модуль и направление которой зависят от значения и знака рассогласования осей соединяемых деталей в принятой системе координат. При погрешностях центрирования, не превышающих половину диаметра вала, сила реакции направлена к предполагаемому центру соосности двух деталей. Ее составляющие выделяются силомоментным датчиком и подаются на соответствующие входы следящих приводов таким образом, что результатом их действия является коррекция положения двигателей в сторону уменьшения рассогласования осей деталей. [c.204] Корректирующие движения приводов в горизонтальной плоскости осуществляются в процессе непрерывного перемещения вала с постоянной скоростью по вертикали до тех пор, пока вертикальная сила реакции не превысит предельное значение или пока вал не будет установлен на заданную глубину. [c.204] Допустимые контактные силы могут быть ограничены на любом желаемом уровне путем задания установок на соответствующих входах системы управления приводами (рис. 7.6). [c.204] Особенностью системы управления сборочного модуля является наличие дополнительной петли силовой обратной связи, включенной параллельно главной обратной связи по положению привода. Это позволяет активно управлять контактными силами без заклинивания деталей. [c.204] В результате проведения дополнительной серии экспериментов по механической сборке элементов гидродвигателя диаметром около 10 мм при относительных зазорах 7—10 мкм с помощью сборочного модуля, имеющего собственную погрешность позиционирования захвата, равную 0,1 мм, было показано, что стратегия адаптивного управления с использованием обратных связей по силам и моментам, действующим в точке контакта деталей, является эффективным инструментом выполнения высокоточной сборки. [c.205] Преимущества адаптивных сборочных модулей как дополнительных устройств, расширяющих функциональные возможности промышленных роботов, наиболее наглядно проявляются при коррекции больших начальных позиционных погрешностей собираемых деталей, при которых пассивные механические центрирующие устройства оказываются неработоспособными. [c.205] Несомненно, что активные средства адаптации типа сборочных модулей совместно с промышленными роботами окажутся эффективным средством автоматизации мелко- и среднесерийного сборочного производства. [c.205] Вернуться к основной статье