Лабораторная работа №1 избранные примеры мехатронных систем модель управление промышленного робота

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ИЗБРАННЫЕ ПРИМЕРЫ МЕХАТРОННЫХ
СИСТЕМ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА
В качестве типичной мехатронной системы роботы могут рассматриваться, основываясь на необходимую для их управления согласованность механических и электрических компонентов, а также на значение программного обеспечения для обслуживания и регулирования всей системы в целом. В соответствии с актуальными тенденциями развития
Различают главным образом два класса роботов: робот технического обслуживания: для гибкой поддержки деятельности в изменчивой и чаще всего в неизвестной среде применяются мобильные роботы, такие как, Например, в автономных транспортных системах на фабриках или «умные» ассистенты В больницах (рис. 1a). Из-за требуемой постоянно регистрации окружающей обстановки с помощью богатой сенсорики и приспособленных общих реакций такие системы
Нуждаются в высоких вычислительных мощностях, промышленный робот: промышленные роботы определяют будни в автомобильной Промышленности с 70-ых годов, тоже самое и в многих других областях автоматизированных производств. Как правило неподвижно смонтированные системы находят свое. Применение в таких задачах как например точечная сварка или установка (обрабатываемых деталей) на палеты, задачи в которых нужно выполнять повторяющиеся движения с относительно высокой точностью. Классической моделью являются так называемые роботы с гибким манипулятором, однорычажные загрузочно-транспортные устройства, конструкция которых напоминает человеческую руку (рис. 1b). Для задач, которые сводятся к ориентации, такие, например, как задача автоматического монтажа, применяются чаще всего портальные роботы с тремя линейными осями или так называемый «Scara»-робот с тремя осями вращения и ведущей осью (рис. 1c). Все больше и больше значение приобретают так называемые -параллельные кинематики- (рис. 1d). Так как приводы у них расположены не поочередно один за другим, а параллельно друг к другу, в этом они проявляют свои преимущества в точности и ускорении. Недостатком является то, что они имеют ограниченную зону обработки.

Рис. 1: Различные типы роботов: a) робот технического обслуживания MARGe (исследовательская платформа центра мехатроники Ганновер), b) робот с гибким манипулятором Штойбли RX130BL, c) SCARA-робот EPSON EL653, d) -параллельный

кинематик- ABB Flexpicker
В следующем разделе используется представленная в 6 и 8 главах теория на примере одного робота. Чтобы избежать так называемого проблем размерности1) (curse of dimensionality) и делать доступные для понимания расчеты, рассматривается робот с тремя степенями свободы (n = 3). Речь пойдет о трехосном Штойбли (StaЁubli) RX130BL (рис. 1b), типичном шестиосном кинематическом роботе с гибким манипулятором. Ограничение на основные оси робота является в этом отношении существенным, так как они определяют, как правило, позицию рабочего органа в помещении. Другие три оси отвечают напротив за ориентацию рабочего (исполнительного) органа. Использованные в рамках этого примера числовые значения для динамических параметров определены исходя из геометрических габаритов Штойбли RX130BL.
, mNВ следующих р азделах все физические величины имеют измерения Н, Н·м, м, кг и с (N,m, kg и s). Для упрощения представления единицы измерения не указываются. Кроме того, используется обыкновенный в робототехнике укороченный стиль для получения sin и cos-функций,
si := sin(qi), ci := cos(qi), sij := sin(qi + qj), cij := cos(qi + qj). (1)