Кинематика дельта-робота

 

При создании дельта-робота требуется решить две задачи.

В первой ситуации известна позиция, в которую необходимо переместить манипулятор робота. Для этого требуется определить величины углов, на которые необходимо повернуть двигатели, связанные с рычагами робота, чтобы установить его в правильное положение для захвата. Процедура определения этих углов называется обратной кинематической задачей. [9]

Во второй ситуации известны углы, на которые повернуты управляющие моторы робота (если используются сервомоторы, то углы легко можно узнать, считав показания с датчиков углов поворота), и требуется найти положение платформы робота в пространстве (например, чтобы скорректировать его позицию). Это – прямая кинематическая задача. [9]

Неподвижное основание робота, и его движущуюся платформу можно представить в виде равносторонних треугольников: на рисунке 22 они закрашены зеленым и розовым цветами соответственно. Углы поворота рычагов робота относительно плоскости основания (они же – углы поворота моторов) обозначены как Ѳ₁, Ѳ₂ и Ѳ₃, а координаты точки Е₀, расположенной в центре подвижной платформы и в которой в реальной жизни будет закреплен манипулятор робота – как (x₀, y₀, z₀). [9]

 

Рисунок 22. Кинематическая схема дельта-робота

 

Таким образом, обратная кинематическая задача состоит в том, чтобы, зная координаты (x₀, y₀, z₀), получить углы (Ѳ₁, Ѳ₂, Ѳ₃), а прямая кинематическая задача состоит в том, чтобы, зная углы (Ѳ₁, Ѳ₂, Ѳ₃), получить координаты (x₀, y₀, z₀). [9]

 

 

Система мониторинга

 

Схема возможного интерфейса для мониторинга основных параметров робота-манипулятора ДР-1 приведена на рисунке 23.

 

Рисунок 23. Схема интерфейса системы мониторинга

 

 

Заключение

 

Предпосылки к созданию автоматизации промышленных процессов появились достаточно давно. Кроме того, рост объемов промышленного производства, а также потребность в снижении затрат на производство, способствуют дальнейшему активному развитию роботизации в промышленности.

В настоящий момент существует множество разнообразных типов роботов, каждый из которых способен наилучшим образом решить требуемую задачу на производстве.

Однако несмотря на стремительное развитие средств автоматизации в промышленности, ручной труд активно используется на предприятиях в различных областях, что тем самым приводит к необходимости поиска новых инструментов, которые позволят механизировать такие стадии промышленного процесса.

Дельта-роботы являются высокоскоростными промышленными роботами, обладающими высокой точностью и позволяющими решать широкий круг задач на предприятиях в самых различных отраслях, таких как пищевая, фармацевтическая и электронная промышленность. Как правило, дельта-роботы размещаются непосредственно над конвейерной лентой.

В настоящий момент на мировом ранке представлено большое многообразие разнообразных моделей дельта-роботов разных производителей, однако, среди них почти нет российских производителей.

Разрабатываемый в Балтийском федеральном университете имени Иммануила Канта робот-манипулятор ДР-1 обладает требуемыми характеристиками для выполнения поставленных задач и использует подходящие для этих целей двигатели СПШ20-34100. Сервопривод СПШ20-34100 содержит систему управления, которая позволяет осуществлять настройку по более чем 50 параметрам, в целях оптимизации рабочих характеристик привода для решения каждой конкретной задачи. Кроме того, данный сервопривод содержит встроенный программируемый контроллер, позволяющий создавать программы движения привода без применения дополнительных внешних контроллеров.

SCADA – система диспетчерского управления и сбора данных, основными структурными компонентами которой являются удаленный терминал, связанный с объектом управления и осуществляющий управление в режиме реального времени (RTU), диспетчерский пункт управления (MTU), коммуникационная система (каналы связи) (CS). Существует различное программное обеспечение SCADA-систем.

Сервоприводы СПШ20-34100 имеют множество динамических параметров, позволяющих определить текущее состояние.

Рассмотрен простой вариант для мониторинга основных параметров сервоприводов, а также текущего положения углов поворота дельта-робота и расположения манипулятора робота. Возможно, его расширение, например, в части добавления управления текущим положением робота (перемещение манипулятора в заданную точку).

В результате процесса учебной практики были достигнуты следующие результаты:

- Изучены различные типы роботов и сферы их применения;

- Изучены дельта-роботы ведущих мировых производителей;

- Ознакомлена с роботом-манипулятором ДР-1 (дельта-робот № 1), разрабатываемым в Балтийском федеральном университете имени Иммануила Канта;

- Изучены структура и компоненты SCADA-систем;

- Рассмотрены параметры для системы мониторинга робота-манипулятора ДР-1.