Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 КРАТКИЙ ОБЗОР YASKAWA MOTOMAN RSPA-50.2.2.DS. ФОРМИРОВАНИЕ
ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ВКР 8
1.1 Основные сведения 8
1.2 Элементы системы управления и индикации 12
1.3 Цель и задачи ВКР 15
2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ЗАХВАТНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ НА
ОСНОВЕ СИЛОМОМЕНТОЙ СИСТЕМЫ ОЧУВСТВЛЕНИЯ 17
3 ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ РЕШЕНИЙ 20
3.1 Motocom SDK 24
3.2 Язык разметки для создания анимаций SMIL 33
4 АЛГОРИТМ КОНТРОЛЯ ЗАХВАТА И УДЕРЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ
МАНИПУЛЯТОРОМ 40
5 СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЙ С АНИМАЦИЕЙ ВИРТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ЗАХВАТНОГО УСТРОЙСТВА И ВЫВОДОМ ГРАФИКОВ ПОЛОЖЕНИЯ И СКОРОСТИ ПАЛЬЦЕВ СХВАТА 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
ПРИЛОЖЕНИЕ А 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 70
ПРИЛОЖЕНИЕ В 76
Робототехника является новым средством комплексной механизации и автоматизации производства, техникой последних поколений, дающей наивысшую эффективность. За последние десять лет количество установленных роботов увеличилось втрое.
Использование промышленного робота дает возможность не только многочисленно повторять одинаковые операции с необходимой точностью, но и возможность дополнительного перепрограммирования.
В роботе для выполнения двигательных функций используется манипулятор, представляющий собой ряд кинематических звеньев, соединенных между собой кинематическими парами. Звенья могут совершать управляемые движения благодаря воздействию со стороны приводов.
Распространенность в манипуляторах роботов одноподвижных
кинематических пар пятого класса объясняется тем, что такие пары обеспечивают движение образующих их кинематических звеньев относительно друг друга по одной координате, а, следовательно, для перемещения одного звена по отношению к другому требуется один привод.
Силовое воздействие приводов на звенья манипулятора осуществляется в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от системы управления робота, которые в свою очередь формируются по требуемым (заданным) законам движения схвата, а также с учетом состояния робота и окружающей технологической среды.
Универсальность большинства промышленных роботов делает возможным их широкое применение в составе роботизированных технологических комплексов для различных видов производства.
К конструкциям схватов и их эксплуатационным качествам предъявляются следующие требования:
- плотное и при этом надежное удерживание взятого объекта так, чтобы можно было избежать нанесения царапин или деформации объекта;
- исключение возможности выскальзывания объекта из захватного устройства;
- возможность приспособления к разным формам объекта;
- универсальность захватного устройства.
Исключение возможности выскальзывания обеспечивают специальные покрытия схватов, а универсальность можно обеспечить применением различных датчиков. Датчики устанавливают с наружной стороны пальцев схвата или у основания его запястья
Основными техническими характеристиками захватных устройств являются:
- номинальная грузоподъемность,
- усилие захватывания,
- предельно допустимые значения приложенных сил и моментов по осям системы координат захватного устройства,
- время захватывания и время отпускания,
- масса, габаритные размеры,
- показатели надежности.
Усилие захватывания в стандартах не определяется. В схватах усилие захватывания создается приводом, перемещающим рабочие элементы при захватывании вплоть до зажима ими объекта.
Временем захватывания называется время от подачи сигнала устройством управления на захватывание до момента завершения процесса, когда объект занимает устойчивое положение равновесия в схвате, а усилие захватывания достигает своего установившегося значения. Временем отпускания называется время от подачи устройством управления сигнала на отпускание до момента завершения процесса. Для схватов под завершением процесса отпускания понимается высвобождение объекта и полное раскрытие схвата.
В ходе написания квалификационной работы произведен обзор роботизированной шлифовально-полировальной установки Yaskawa Motoman RSPA-50.2.2.DS и используемого для программирования роботов Motoman языка Inform.
Проведен анализ методов управления захватными устройствами на основе силомоментной системы очувствления, произведен выбор программных решений.
В данной квалификационной работе составлена структурная схема контроля усилия сжатия схвата манипулятора, разработан и описан алгоритм контроля захвата и удержания изделия манипулятором, разработан программный код для управления схватом манипулятора на языке программирования Inform.
Разработаны графические приложения с анимацией виртуальной модели захватного устройства и выводом графиков положения и скорости пальцев схвата, приложения написаны с использованием языков SVG, SMIL, C++ и обладают возможностью расширения функций.
Требования технического задания выполнены в полном объёме, цель и задачи ВКР достигнуты.
1 Лафоре, Р. Объектно-ориентированное программирование на C++ / Р. Лафоре. - СПб.: Питер, 2019. - 928 с.
2 Булгаков А. Г., Воробьев В. А. Промышленные роботы. Кинематика, динамика, контроль и управление. Серия «Библиотека инженера». - М.: СОЛОН- ПРЕСС, 2018. - 588 с.
3 Васильев, А.Н. Объектно-ориентированное программирование на C++ / А.Н. Васильев. - СПб.: Наука и техника, 2019. - 544 с.
4 Бобровников, Л. З. Электроника: Учебник для вузов. 5-е издание, перераб. и доп. / Л. З. Бобровников. - СПб.: Питер, 2018. - 530 с.
5 Корендясев, А. И. Теоретические основы робототехники. В 2 кн. / А. И. Корендясев, Б. Л. Саламандра, Л. И. Тывес; отв. ред. С. М. Каплунов; ин-т машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. - М.: Наука, 2016. - 530 с.
6 Павловская, Т. С/С++. Процедурное и объектно-ориентированное программирование / Т. Павловская. - СПб.: Питер, 2018. - 496 с.
7 Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2005. - 384 с.
8 Кениг, Э. Эффективное программирование на С++. Практическое
программирование на примерах. Т.2 / Э. Кениг, Б. Э. Му. - М.: Вильямс, 2018. -
368 с.
9 Ашарина, И.В. Объектно-ориентированное программирование в С++: лекции и упражнения: Учебное пособие для вузов / И.В. Ашарина. - М.: РиС, 2015. - 336 с.
10 Козырев, Ю. Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов / Ю.Г. Козырев. - М.: КноРус, 2011. - 320 с.
11 Хомченко, В.Г. Робототехнические системы: Учебное пособие. / В.Г. Хомченко. - Омск, 2016. - 195 с.
12 Москвичев, А. А. Захватные устройства промышленных роботов и манипуляторов. Учебное пособие / А.А. Москвичев, А.Р. Кварталов, Б.В. Устинов.- М.: Форум, Инфра-М, 2018. - 176 с.
13 Юревич Е.И. Сенсорные системы в робототехнике: учеб. пособие / Е.И. Юревич. - СПб: Изд-во Политехн. ун-та. 2013. - 100 с.
14 Серебренный В.В., Бошляков А.А., Огородник А.И. Импедансное позиционно-силовое управление в роботах и механизмах с кинематическими замкнутыми цепями // Технологии аддитивного производства. 2019. Т. 1. №1. С. 24-35
15 Инструкция по эксплуатации RSPA-50.2.2.DS.pdf..21