Автоматизированная система программирования траекторий технологических манипуляционных роботов для операций механообработки

• Автор: Лысенко, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 230 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Особенности применения и программирования технологических манипуляционных роботов на операциях механообработки
1.1 Специфика применения роботов в качестве технологического оборудования на операциях механообработки
1.2 Системы программирования технологических роботов
1.3 Научно-технические задачи диссертационной работы
Выводы
ГЛАВА 2. Разработка автоматизированной системы программирования траекторий технологических роботов на операциях механообработки
2.1 Факторы, определяющие точность робототехнологических систем
2.2 Автоматизированная система программирования траекторий технологических роботов
Выводы
ГЛАВА 3. Планирование и оптимизация траекторий движения технологических манипуляционных роботов
3.1 Генерация траекторий движений манипуляторов на основе сплайн-методов
3.2 Алгоритм оптимизации траекторий движений технологических роботов на основе анализа их жесткостных, динамических и частотных свойств
Выводы
ГЛАВА 4. Математическая модель системы «робот - рабочий орган -
инструмент - рабочий процесс»
4.1 Приведение динамических и упругих свойств манипулято-

ра к системе координат рабочего органа
4.2 Построение математической модели «робот - рабочий орган - инструмент - рабочий процесс» с учетом упругих
свойств и люфтов в кинематических парах
Выводы
ГЛАВА 5 Экспериментальное исследование системы «робот - рабочий
орган - инструмент - рабочий процесс»
5.1 Экспериментальное исследование методики определения
эквивалентного люфта манипулятора робота РМ-
. 5.2 Экспериментальное исследование адекватности разработанных моделей систем роботизированной
механообработки
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Основной тенденцией развития современного машиностроения является интенсификация производства на основе широкого внедрения средств комплексной автоматизации, новых технологий и компьютеризации. Одним из перспективных направлений является развитие робототехники. Целесообразность приобретения и эксплуатации технологических роботов (ТР) на современных предприятиях всегда определялась возможностью увеличения производительности, снижения затрат на производство, повышения качества продукции и автоматизации опасных работ. Однако сегодня, в связи с общим тяжелым положением в экономике страны, актуальной становится задача наиболее полного использования ресурсов уже имеющегося в производстве оборудования, поскольку внедрение нового требует значительных капиталовложений.
Таким образом, появляется потребность в разработке новых алгоритмов и методов управления, позволяющих наиболее полно использовать функциональные возможности конкретной модели промышленного робота. Применение таких методик позволит повысить производительность ТР при соблюдении требований технологического процесса.
Для решения этой важной научно-технической задачи в работе разработана система автоматизированного программирования, в комплексе учитывающая реальные возможности промышленного робота, его особенности как объекта управления и ограничения, накладываемые на рабочие режимы технологической постановкой задачи. Данная система основана на методах аналитического программирования и позволяет повысить точность роботизированной механообработки и сократить затраты на подготовку управляющих программ.
Принципиальная возможность решения данной задачи во многом определяется быстрым совершенствованием и повсеместным внедрением вычислительной техники. Применение компьютеров для моделирования в научных исследованиях и управления в производстве дает возможность разрабатывать системы аналитического программирования.
В основу теоретических исследований данной диссертационной работы положены теоретические методы аналитической механики и динамики, мат-

влияние на точность выполнения робтом заданной технологической операции. Удобно разделить данную группу факторов на погрешности, связанные с СУ технологического робота, и погрешности связанные с механической частью робота.
К первой части факторов относятся следующие погрешности: погрешности, которые возникают при разработке математической модели "чертеж - готовое изделие", погрешности, вызванные системой управления робота и погрешности трехмерного сканирования.
Движение концевой точки обеспечивается одновременным движением нескольких или всех звеньев, каждое из которых оснащено автономным приводом. Ошибки подготовки и преобразования программ объединяются с ошибками отработки приводами программных уставок. Такая погрешность носит динамический характер и является позиционной ошибкой системы по управляющему воздействию.
Ошибки, связанные с построением трехмерной модели объекта манипулирования, определяются, прежде всего, математическим методом построения сплайновых поверхностей. Данная величина называется ошибкой аппроксимации.
При построении сплайновых кривых величина отклонения запрограммированного контура от теоретического зависит от величины угла разбиения (рис. 2.2):
„.А/ а , , „ . а .ч
б=—Щ—,А1 = 2Я5т—, (2.4)
где А / - длина хорды; а - угол разбиения окружности;
Я - радиус окружности.
Рис.2.2 Ошибка построения сплайновой кривой.