5.13. Выбор и обоснование информационной системы пр.

Козырев стр.254.

5.13.1. Выбор си проводится после выбора подсистем.

1. Восприятия и контроля информации внешней среды (определяется конструкция датчиков) и обработка поступающей от них информации;

2. Контроля состояния элементов робота (скорость, нагрузки, место положения);

3. Обеспечения техники безопасности;

А так же согласно классификации СИ:

1. по функциональному назначению (восприятие внешней среды, обеспечение техники безопасности и контроль)

2. по характеру решаемой задачи:

• поиск объекта;

• контроль наличия объекта в захвате;

• распознавание формы и ориентация объекта;

• надежное удержание объекта;

• определение физических параметров;

• выполнение производственных операций;

• самообучение;

• диагностика, прогнозирование ресурса ПР;

• аварийная блокировка;

• оценка положения и скорости ПР;

• и др.

3. по способу взаимодействия с внешней средой:

• дистанционные датчики (визуальные, локационные)

• контактные датчики

4. по типу используемых датчиков:

• телекамеры

• фотоматрицы

• ультразвуковые

• светолокационные

• индукционные

• магнитные

• струйные

• лазерные

• тактильные

• силовые – усилий

• моментов

• перемещений

• восприятия внешней среды

• давление, температура

• потенциометры

• индукционные машины

• импульсные генераторы

• кодовые датчики

• путевые выключатели

• тахогенераторы

• и т.д.

5. по анализу информации о месте звеньев ПР в процессе его работы:

• фазы захвата

• фазы транспорта

• фазы терминала

Подсистемы формируются сочетанием и взаимодействием отдельных элементов подсистемы входящих в классификацию ПР.

2. Подсистема восприятия и контроля информации о внешней среде зависит от вида восприятия, типа датчиков и систем обработки информации.

Визуальные системы – обычно используют устройства искусственного зрения. В качестве датчиков применяют видеокопы и фотоматрицы, а для решения задач управления ПР – ЭВМ.

Обработка информации требует большого объема памяти и времени обработки.

Задачи, решаемые с помощью визуальной системы отражены в табл.4

Табл.4

Задачи	Конструктивные особенности	Принцип действия	Условия работы
Распознавание деталей: плоских	Оптическая головка с вращающимся зеркалом параболическим зеркалом и фотоэлементами	Фотоэлемент воспринимает луч от головки и отраженный от отражателя на котором расположена деталь	Естественная освещенность
	Видеосенсор с матрицей из фотодиодов и фокусирующим устройством	Освещенность каждого диода имеет 16 градаций	Необходимы определенные направления освещения и углы падения света
На поточной линии	Телевизионные камеры, установленные над равномерно освещенным конвейером	Опознавание осуществляется путем соотнесения формы и размеров детали с тремя окружностями разных диаметров	Естественное освещение
Управление ПР осуществляющими простейшие операции сборки	Две телекамеры	Инструкция вводится посредством предъявления одной телевизионной камеры чертежа объекта и отыскания отдельных составляющих деталей другой телекамерой
	Более пяти телекамер	Информация используется для распознавания объектов сложной формы и координации работы нескольких ПР	Организация определенного освещения

Системы искусственного осязания.

Особенностью работы систем искусственного осязания является наличие контакта датчика с поверхностью объекта. С их помощью решаются следующие задачи:

• поиск и обнаружение предметов и определение их положения;

• схватывание и манипулирование с неориентированными объектами;

• распознавание формы предметов и их классификация;

• определение физических свойств объектов (масса, твердость, шероховатость, температура, тепло- и электропроводность и т.п.);

• надежное захватывание и удержание объектов с контролем усилия зажима;

• контроль за микроперемещениями детали при выполнении некоторых сборочных операций;

• контроль смещения объекта в ЗУ при воздействии на него динамических нагрузок.

Простейшими являются тактильные датчики контактного типа (микропереключатель и т.п.). Они широко используются для решения задач контроля наличия детали в ЗУ, контроля правильности центрирования объекта в ЗУ, а так же поиска, распознавания, захватывания и манипулирования.

Для решения задач классификации и определения формы объектов манипулирования используются матрицы из пропорциональных датчиков имеющие более высокие функциональные возможности.

Датчики усилий момента используются при осуществлении манипулирования хрупкими и легко деформирующимися деталями или для выполнения простых операций сборки.

Они позволяют решить задачи: с помощью коэффициента трения – усилие схвата и они должны бать небольших размеров, так как установлены на ЗУ.

Датчики регистрации перемещений – предназначены для захватывания и удерживания объекта.

Локационные системы – это более надежная система, так как она бесконтактного действия. Они так же позволяют снизить ограничения по скорости перемещения внешних объектов относительно ПР по сравнению с системой искусственного осязания.

Локационные системы делятся на два класса – система дальней и ближней локации. Первые используют ультразвуковые, лазерные, светолокационные системы. Точность определения расстояния около 2мм на расстоянии 2м.

Для системы ближней локации используются индуктивные и струйные датчики.

Локационные системы решают следующие основные задачи:

• контроль наличия детали в схвате (светолокационный, струйный датчики)

• распознавание формы и местоположения внешних объектов (светолокационный, лазерный, ультразвуковые датчики)

• автоматическое слежение за требуемой траекторией (индукционный, светолокационный)

• контроль управления сборочными ПР (струйные датчики)

Исходя из задач и условий эксплуатации, подбирается и формируется конструкция подсистемы.

2. Подсистема контроля состояния ПР обеспечивает требуемые эксплуатационные характеристики, включая и эксплуатационную надежность ПР и участвует в организации требуемых параметров его движения. Поэтому она должна содержать:

• систему оценки положения и скорости движения ПР, обеспечивающую фактическое его состояние в каждый момент времени и сравнение с требуемыми параметрами движения;

• систему аварийной блокировки, обеспечивающую предотвращение поломок как механической системы ПР так и технологического оборудования, обслуживаемого ПР при появлении случайных сбоев;

• систему диагностики и прогнозирования ресурса ПР, предназначенную для сокращения времени работоспособности ПР и уменьшения числа отказов путем проведения соответствующих профилактических работ.

Систему оценки положения и скорости перемещения узлов и механизмов является специализированной для каждой модели ПР. Основными требованиями, предъявляемыми к датчикам системы, являются:

• надежность;

• малые габаритные размеры и масса;

• помехоустойчивость и устойчивость к воздействию к окружающей среде;

• простота

• возможность отсчета абсолютных значений;

• низкая стоимость.

Датчики обратной связи по положению и скорости перемещения звеньев по отдельным степеням подвижности – это тахогенераторы, либо двигатели постоянного тока ДПМ, проволочные потенциометры, индуктивные, вращающиеся трансформаторы и т.д.

Система аварийной блокировки. Номенклатура и число используемых в системе датчиков определяется типом ПР и характером решаемых им задач. Выбор типа датчиков и места их установки на ПР зависит от используемой схемы контроля и управления.

Все виды сбоев и отказов условно делятся на несколько видов:

• отдельные степени подвижности ПР доходят до своих кинематических ограничений;

• захватное устройство натыкается на деталь либо на отдельные части оборудования;

• ПР пытается переместить деталь, не совершив необходимых предварительных движений по обходу препятствий;

• для первого случая используются путевые переключатели по два на каждую степень подвижности (крайние точки перемещений)

• в остальных случаях аварийная блокировка может осуществляться на основании анализа скоростей перемещения отдельных степеней подвижности ПР и сравнение и сравнения их с программными.

Система аварийной блокировки осуществляет так же контроль расхода, давления, температуры в гидро-пневмосистемах, если таковые используются в ПР.

Система аварийной блокировки осуществляет контроль и за работоспособностью ЧПУ и электроавтоматики.

Состав системы определяется конкретными требованиями вытекающими из конструкции ПР – условиями его применения и характером решения производственных задач.

Система диагностики и прогнозирования ресурса ПР входит в общую систему диагностики и профилактических работ РТК и выполняется в модульном исполнении.

Показания датчиков давления, уровнем напряжений, положения управляющих координат технологического оборудования, режимов работ и т.п. сравниваются с программными показателями, на чем делается заключение по диагностике и времени проведения профилактических работ.