Промышленные роботы для миниатюрных изделий

Промышленные роботы для миниатюрных изделий

Промышленные роботы для миниатюрных изделий

Серия: Автоматические манипуляторы и робототехнические системы

Авторы: Бансявичюс Рамутис Юозович, Иванов Анатолий Андреевич, Камышный Николай Иванович, Костин А. Е., Лобиков Л. В., Михеев В. Г., Никольская Т. Г., Рагульскис К. М., Шаньгин В. Ф.

Под редакцией: доктор технических наук Шаньгин В. Ф.

Москва, Машиностроение, 1985, 264 с.


В книге освещен опыт создания и применения сверхлегких промышленных роботов для манипулирования миниатюрными объектами. Рассмотрены управляемые роботы, функционирующие в составе технологического оборудования и исследовательских комплексов. Описаны варианты их структурной организации, особенности исполнительных приводов, рабочих органов, устройств, управления, информационной системы и программирования.

Приведены сведения об алгоритмическом и программном обеспечении роботов и робототехнических комплексов. Даны примеры действующих систем оборудования и рассмотрены тенденции дальнейшего их совершенствования.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся автоматизацией технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства.

 

Оглавление

Предисловие

Введение

Глава 1. Структура промышленных роботов

    1.1. Варианты структурной организации

    1.2. Классификация и основные характеристики роботов

Глава 2. Исполнительное устройство роботов

    2.1. Основные виды исполнительных приводов перемещения и манипулирования

    2.2. Многорежимные высокочастотные вибродвигатели

    2.3. Вибродвигатели с несколькими степенями подвижности

    2.4. Захватные устройства прецизионных роботов

    2.6. Системы точного позиционирования

Глава 3. Информационная система прецизионных роботов и робототехническнх комплексов

    3.1. Датчики внутренней информации

    3.2. Датчики внешней информации

    3.3. Информационные системы распознавания положения, формы и ориентации миниатюрных изделий

Глава 4. Управляющая система роботов и робототехнических комплексов

    4.1. Структурная организация управления

    4.2. Особенности управления прецизионными роботами

    4.3. Аппаратные средства выполнения одно- и многоуровневых систем управления. Микропроцессоры в управлении роботами

    4.4. Групповое управление в робототехнических комплексах

Глава 5. Алгоритмическое и программное обеспечение роботов

    5.1. Структура программного обеспечения

    5.2. Операционные системы робототехнических комплексов

    5.3. Языки и системы программирования роботов

    5.4. Алгоритмы и программы восприятия внешней информации и распознавания объектов

Глава 6. Роботы и сервисные устройства манипулирования

    6.1. Роботы для загрузки и сборки миниатюрных изделий

    6.2. Прецизионные измерительные машины и системы

    6.3. Сервисные устройства роботов

Глава 7. Робототехнические системы и комплексы

    7.1. Устройства робототехнических комплексов для перемещения и сборки изделий

    7.2. Роботизированные технологические комплексы в производстве миниатюрных изделий

    7.3. Прецизионные робототехнические комплексы

    7.4. Гибкое автоматизированное производство

Заключение

Список литературы

Предметный указатель

Предметный указатель

А

Автоматическая линия 138, 233

— — диффузии 233

— — контроля и разбраковки диодов 235

— — сборки дисковых аккумуляторов 232

Агрегатно-модульный принцип проектирования роботов 15

Адаптивные роботы 237

Алгоритм зрительного распознавания образов 172

— обработки изображения 244

Алгоритмическое обеспечение роботов 144

Аппаратные средства систем управления 129

 

Б

Большие интегральные схемы (БИС) 133

Бункер но-ориентирующие загрузочные устройства 195

 

В

Вибродаигатели высокочастотные 30, очувствление 43

— — волновые 33

— — вращательного движения 38

— — линейного движения 38

— — с асимметричными циклами колебаний 34

— — с косыми соударениями 32

— — с несколькими степенями подвижности 44

Вибропары управляемые 47

 

Г

Гибкое автоматизированное производство 246

— —, подсистема планирования производства 249

— —, подсистема управляющая 247

Групповое управление в робототехнических комплексах 139

 

Д

Датчики внешней информации 86

— — — струйные 89

— — — тактильные 88

— — — телевизионные 92

— — — ультразвуковые 69

— — — электромагнитные 89

Датчики внутренней информации 70

— — — аналоговые 72

— — — дискретные 72

— — — перемещений 72

— — — скорости 85

— — — усилий 86

 

3

Запоминающее устройство

— — постоянное 153

— — оперативное 244

Захватные устройства роботов 53

— — вакуумные 53, 181, 208

— — клещевые 181

— — магнитные 53

— — пневматические 54

— — с виброприводом 58

— — струйные 242

 

И

Идентификатор 125

Иерархические уровни управления 111, 247

Иерархическая система управления 112

Индуктосины 76

— линейные 76

— поворотные 77

Информационная система робота 69

Интерферометр лазерный 68

Исполнительное устройство робота 25

Испытания роботов 20

 

К

Кинематические пары 14

Классификация промышленных роботов 19

Команды 162

Командный язык 145

Компилятор 148, 159

Конструкция робота 14

— — консольная 15

— — мостовая 17

Контроллер 131, 133, 134, 140

Координатная система робота 18

Манипуляторы 18, 180

— гибкие с эластическим звеном 27

 

М

Микропроцессор 129, 133

Микропроцессорная система управления 123, 248

Микропроцессорные комплекты БИС 133

МикроЭВМ 133

Миниатюрные изделия 10

— —, загрузка 178, 187

— —, сборка 178, 187

Модель управления ПР 111

Монитор 148

 

О

Обучение промышленного робота 112

Объект манипулирования 11

Операторы языка программирования 163

Операционные системы робототехнических комплексов 147

— — реального времени 149

Основные характеристики роботов 19

 

П

Погрешность позиционирования рабочего органа 22

Позиционирование точное 64

Потенциометры 72

— плёночные 73

— проволочные 73

Прерывания 151

Прецизионные измерительные машины и системы 189

Привод исполнительный 25

— — гидравлический 26

— — пневматические 26

— — пьезоэлектрический 30

— — электрический 25

Программа управления промышленным роботом 166

Программное обеспечение роботов 144

 

Р

Распознавание образов 95

Растровые преобразователи перемещение — код 78

Робот промышленный 7, 9, 12

— — загрузочно-разгрузочный 178, 187

— — сборочный 187

Робототехнические комплексы (РТК) для миниатюрных изделий 231

— — прецизионные 237

Робототехнические системы 221

— — перемещения ориентированных изделий 222

— — сборки 224

Роботизированные технологические ячейки (РТЯ) 187

 

С

Сервисные устройства роботов 194

— — бункерно-ориентирующее 195

— — вибромеханические 194

— — магазинное загрузочное 195

— — пневмомагнитные 206

— — транспортная система 220

Сервопривод робота 125 Системы координат робота

— — прямоугольная (декартова) 21, 115

— — сферическая 21, 115

— — цилиндрическая 21, 115

Системы программирования роботов 158 Системы управления роботов 109

— — контурные 112

— — многопозиционные 112

— — позиционные 112

— — программные 112

— — функциональные 112

Структурная организация промышленных роботов 12

Структурная организация управления 109, 110

 

Т

Техническое зрение 238, 239, 244

Трансформаторы вращающиеся 73, 74

— — двухполюсные 73

— — многополюсные 75

 

У

Управление промышленным роботом ПО

— — — , законы 117

— — — , структурная организация 109, ПО

— — — групповое 139

Уровни управления

— — алгоритмический 111

— — динамический 111

— — командны й 111

Число степеней подвижности 15, 16

 

Ц

Центральный процессор 127, 133, 134, 141

 

Я

Язык директив 145

Язык управления роботом 144

Языки программирования роботов 144, 145, 158

 

 

Предисловие, краткое описание

Настоящая книга посвящена актуальным вопросам создания промышленных роботов и робототехнических комплексов для производства миниатюрных изделий. Она входит в серию книг «Автоматические манипуляторы и робототехнические системы», выпускаемую издательством «Машиностроение», под общей редакцией чл.-корр. АН СССР Е. П. Попова.

В настоящее время в условиях относительной стабилизации роста спроса на промышленные роботы средней грузоподъемности четко обозначилась тенденция увеличения спроса на легкие и сверхлегкие роботы. Это объясняется главным образом тем, что обеспечение точности и стабильности многих процессов и операций, в том числе сборочных, в условиях расширяющейся номенклатуры и мелко-серийности невозможно без использования промышленных роботов. Автоматизация на основе промышленных роботов, несомненно, является высшей ступенью творчества многих поколений людей в их стремлении создать себе универсальных помощников.

По вопросам создания высокоточных механизмов и систем роботов для миниатюрных изделий технической литературы в настоящее время практически нет. Многие методы обеспечения высокой точности роботов до сих пор остаются в некоторой степени уделом искусства в области технологии и механики. Все это подтверждает актуальность и сложность задачи, поставленной авторами этой книги.

Книга охватывает главные вопросы проектирования промышленных роботов, объектами манипулирования которых являются миниатюрные изделия, и рассчитана на широкий круг инженерно-технических работников. Авторами не ставилась задача раскрыть во всей глубине научные проблемы, связанные с созданием высокоточных сверхлегких роботов. Изложение этих вопросов, очевидно, еще найдет свое отражение в соответствующей литературе.

Разносторонний и обширный материал книги базируется на многих отечественных и зарубежных источниках периодической печати, авторских свидетельствах и патентах, а также на личном опыте авторов, причастных к созданию в нашей стране малых и высокоточных промышленных роботов (ПР).

В первой главе книги рассмотрены основные варианты и особенности кинематических структур промышленных роботов для манипуляций малыми и миниатюрными изделиями, определены их основные характеристики и даны методы их проверки.

Вторая глава посвящена организации исполнительной системы ПР для миниатюрных изделий. В ней описаны основные виды высокоточных исполнительных приводов для перемещения и манипулирования, а также многорежимные вибродвигатели с несколькими степенями подвижности. Рассмотрены нетрадиционные способы захватывания и транспортирования миниатюрных изделий, а также организация системы точного позиционирования.

Известно, что чем выше должны быть точность и маневренность механизмов, тем больше значимость измерительных и информационных средств (датчиков) информации. Особенности организации информационной системы прецизионных роботов изложены в третьей главе.

В четвертой главе описаны структура, различные варианты и аппаратная реализация систем управления роботами.

Высокая точность манипулирования изделиями, определившая необходимость развитой информационной и управляющей систем робота, обусловила необходимость создания соответствующего алгоритмического и программного обеспечения. Эффективное управление роботами на основе микропроцессоров, микро- и мини-ЭВМ непременно связано с развитием проблемно-ориентированных машинных языков высокого уровня и предполагает определенную организацию операционной системы, реализующей различные алгоритмы и программы «интеллекта» роботов. Описанию этих вопросов посвящена пятая глава.

В шестой и седьмой главах рассмотрены отдельные конструкции роботов и робототех ни чески х комплексов (РТК), выполняющих широкий диапазон различных операций.

Ближайшей перспективой в решении задачи комплексной автоматизации производства малых и миниатюрных изделий является создание цехов и заводов-автоматов. Описанием гибких автоматизированных производств (ГАП) заканчивается последняя глава книги.

В книге нашли отражение также перспективные направления развития промышленных роботов и робототехнических комплексов для производства миниатюрных изделий.

Работа по созданию книги была разделена между авторами следующим образом;

В. Ф. Шаньгин — введение, заключение, п. 3.1. и общее редактирование книги;

Р. Ю. Бансявичюс, К- М. Рагульскис — п. 2.1—2.4, 6.2;

А. А. Иванов — п. 2/4, 2.5, 3.2, 3.3, 4.3,5.4,6.3,7.1,7.3;

Н. И. Камышный — п. 6.3;

A. Е. Костин — п. 5.1—5.3;

Л. В. Лобиков — п. 4.3, 6.1, 6.3, 7.2;

B. Г. Михеев — п. 6.1;

Т. Г. Никольская — гл. 1, п. 4.1—4.4, 6.2, 7.2—7.4.

Авторы сознают, что содержание и качество книги со временем могут быть улучшены, и заранее благодарны читателям, которые пришлют им свои замечания и пожелания.


Скачать книгу:
Промышленные роботы для миниатюрных изделий — Бансявичюс Р. Ю. Иванов А. А. Камышный Н. И. Костин А. Е. Лобиков Л. В.