Калибровка манипуляторов роботов Опции Поделиться

[KVZ]

Калибровка шестизвенных манипуляторов
универсальных промышленных роботов

Калибровка робота – совокупность операций, минимизирующих отличия между параметрами реального робота и его математической модели. Калибровка – необходимая совокупность операций технологического процесса доводки УПР, предшествующая сдаче его в эксплуатацию. Она позволяет определить функциональную зависимость между считываемыми показаниями датчиков положения степеней подвижности и текущим положением характеристической точки конца инструмента (ТСР) РО в декартовом пространстве и произвести соответствующие изменения параметров, используемых в программном обеспечении, для управления позиционированием и контурными движениями ТСР робота.
Технологически процедура калибровки УПР заключается в совмещении присоединенных систем координат сочленений реального робота и его математической модели. Для этого градуируется датчик положения сочленения таким образом, чтобы его нулевое показание соответствовало нулевому повороту системы координат сочленения робота.
Другие виды калибровки могут включать изменения в кинематических и динамических моделях. Например, кинематическая калибровка заключается в калибровке параметров кинематической модели робота.
Также возможна калибровка, которая, включает настройку параметров в алгоритмах учета погрешностей позиционирования, связанных с эффектами некинематического характера, такими, как податливость в шарнирах и звеньях робота, трение, люфты. Сюда же относится настройка параметров динамической модели робота. Однако, все последующие виды калибровки, вслед за первым, предполагают применение в управлении промышленным роботом так называемой расширенной кинематической модели (включая, например, перекосы звеньев). Но программное обеспечение УПР не поддерживает обработку таких расширенных моделей, так как это присуще не универсальным промышленным роботам, одно из требований к которым является их взаимозаменяемость, а к роботам специального назначения (например, измерительные роботы).

[KVZ]

Бесконтактные методы измерительного контроля
параметров калибровки манипуляторов
универсальных промышленных роботов

Бесконтактные методы состоят в том, что чувствительный элемент средства измерений не приводится в контакт с объектом измерения. Эти методы выгодно отличаются от уже имеющихся подходов к решению данной проблемы. Система технического зрения (СТЗ) является перспективным сенсором для решения задач измерительного контроля, управления, адаптации в робототехнике, обладает свойством универсальности и перепрограммируемости. Видеокамеры современных СТЗ, на основе ПЗС – матриц, отличаются малыми габаритами, минимальной систематической погрешностью по сравнению с другими датчиками видеоинформации и способны работать в условиях минимальной освещенности.
Существует несколько способов размещения видеокамер над рабочей поверхностью робота: неподвижно над рабочей областью, на последнем звене манипулятора и комбинированный способ.
В результате исследования проблемы определения положения манипулятора с помощью СТЗ оказалось, что больше подходит схема размеще-ния видеокамер на последнем звене робота, так как в этом случае меньше вероятность попадания в поле зрения видеокамер манипулятора, и представляется возможным получить информацию о положении манипулятора во всем его рабочем пространстве с минимальными аппаратными затратами. Недостатком является повышенное требование к персоналу обеспечивать аккуратность работы с СТЗ при смене с одного робота на другой.
Для более точного определения положения манипулятора нужно выводить робот в одну и туже точку несколько раз, а затем провести статистиче-скую обработку результатов. Рабочая модель манипулятора соответствует математической модели манипулятора, размещенной в системе управления роботом (СУР). В случае выбора не адекватной модели потребуется дополнительное оборудование, использующее специальный алгоритм коррекции совместно с СУР, что не всегда возможно в связи с закрытостью программного обеспечения УПР у подавляющего большинства фирм – производителей УПР.
Один из методов проверки точности калибровки основан на использовании двух концентрических цилиндров с массивом отверстий на их поверхности. Данное техническое решение предполагает вставку ориентированного инструмента робота в два отверстия (в обоих цилиндрах) с труднореализуемой идентификацией оси между двумя центрами и поддержанием линейности части инструмента, вставляемой по направлению вдоль этих осей.
Существенным недостатком оптических систем измерения является более высокая стоимость, чем других рассмотренных ранее систем, а также по-требность в сложном прецизионном и высококачественном оборудовании.