Управление технологическими роботами с визуальным и силомоментным очувствлением при сборке перемещающихся цилиндрических объектов

• Автор: Матлуб Муханад Мунир
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ СБОРКИ ПЕРЕМЕЩАЮЩИХСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
ОБЪЕКТОВ
1.1. Структура робототехнических сборочных комплексов
1.2. Системы технического зрения и визуального слежения
1.3. Силомоментное очувствление и управление сборочных роботов
1.4. Выводы
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРЕМЕЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЯ
2.1.Концепции, понятия и технические средства визуальных измерений
2.2.Методика обнаружения объекта на движущемся конвейере
2.3.Модель процесса искажения изображения подвижного объекта..
2.4.Подавление шумов с помощью пространственной фильтрации
2.5.Методика восстановления изображения
2.6.Идентификация цилиндрических объектов и центра отверстий..
2.7 Определение скорости перемещения и идентификация размытого
изображения
2.8.Выводы
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТА ДЛЯ СБОРКИ ПЕРЕМЕЩАЮЩИХСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Динамическое управление роботами с визуальной обратной связью
3.2. Разработка структуры системы и алгоритма нечеткого визуального управления сборочным роботом
3.3. Разработка логико-лингвистической модели нечеткого регулятора
3.4.Алгоритмы и структуры систем позиционно-силового управления сборкой цилиндрических объектов
3.5.Вывод ы
4. АППАРАТУРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЦИФРОВОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1 .Аппаратурная реализация системы технического зрения.
4.2.Идентификация цилиндрических объектов и центра отверстий
4.3 .Моделирование нечеткого регулятора
4.4.Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Одним из приоритетных научно-технических направлений является создание технологических мехатронных и робототехнических систем, основанных на синергетическом объединении узлов точной механики, электронных и электротехнических компонент с компьютерным управлением движением. К наиболее трудоемким и ответственным технологическим операциям в машиностроении и приборостроении относятся сборочные операции. Трудоемкость сборки достигает 40-50% от общей трудоемкости изготовления изделий. При этом доля автоматической сборки составляет лишь 7% общей трудоемкости сборочных работ. Уровень автоматизации сборочных операций в машиностроении составляет 5-15%. Самой распространенной сборочной операцией является соединение деталей с цилиндрическими формами посадочных поверхностей при гарантированном зазоре. Она составляет 75-90% всех механических соединений в машиностроении, из них около 45% приходится на долю соединений с гладкими посадочными поверхностями сопряжения.
Вопросам создания и применения адаптивных роботов в составе роботизированных сборочных систем посвятили свои работы М. Вукобратович, A.A. Гусев, Ф.М. Кулаков, М.С. Лебедовский, В.Г. Нуждихин, Д.Е. Охоцимский, А.И. Федотов, Е.И. Юревич, Л.С. Ямпольский, Van Brussel H., Merlit J.P. и другие авторы.
Актуальным направлением развития современных робототехнических систем является создание робототехнических сборочных комплексов, позволяющих выполнять монтажно-сборочные операции при непрерывном синхронном перемещении сопрягаемых деталей в условиях неопределенности исходного положения и скорости перемещения базовой детали. В рабочем пространстве технологических МР условно могут быть выделены транспортные и операционные зоны.
В транспортной зоне выполняются вспомогательные операции или

очувствления, информация от которой по контурам обратной связи обеспечивает правильное ведение сборочного процесса.
Применение сборочных роботов с СМО рассмотрено в работах Гусева
A.А.,Девянина Е.А., Егорова И.Н., Кобзева A.A., Крутько П.Д., Кулешова
B.C., Лакоты H.A., Охоцимского Д.Е., Подураева Ю.В., Попова Е.П., Тимофеева A.B., Ющенко A.C., Van Brussel H., Lee C., Simons J., Smith R., Pham D.T., Watson P.,Whitney D.E. и других авторов.
Выбор конструкции датчика [15] определяется решаемой с его помощью задачей, размещением датчика на роботе и типом используемых преобразователей сил и моментов в электрический сигнал. Конструкция может также зависеть от габаритных ограничений и от диапазона измеряемых нагрузок. Так, для малых нагрузок обычно используют изгибный упругий элемент, для больших (больше 103Н) — сжатия-растяжения и сдвига. Хотя конструкции многокомпонентных датчиков усилий весьма разнообразны, они часто построены одним из двух способов. Первый способ, состоит в том, что отдельные компоненты силы и момента отыскиваются в результате линейного преобразования сигналов шестикомпонентного датчика, причем коэффициенты преобразования определяются в результате градуировки датчика. Выполнение преобразования в реальном времени часто возлагается на специализированный микропроцессорный или аналоговый блок.
Преобразование, состоящее в суммировании и вычитании сигналов отдельных тензорезисторов, можно выполнить и на уровне тензометрических мостов. При этом получается датчик с избирательными к отдельным компонентам каналами. При таком подходе, однако, не могут быть учтены погрешности изготовления датчика, неточная наклейка тензорезисторов, разброс их параметров. Вследствие этого взаимовлияние каналов не всегда может быть сделано достаточно малым. Часто датчики, измеряющие меньше шести компонент, а иногда и шестикомпонентные