5.2 Будова захватних пристроїв і принцип дії. Механічні зп некеровані

Виконуються у вигляді пінцетів, розрізних пружніх валиків і втулок (цанг) або тисків з одною або двома рухомими губками, які знаходяться під дією пружин.

пружній валик цанга тиски

 

рис.5.1

Розжим робочих елементів таких ЗП проходить при контакті з заготовкою, внаслідок чого можуть бути пошкоджені поверхні деталей або зажимних елементів (недолік). Ці ЗП застосовують в умовах масового виробництва при маніпулюванні з об'єктами невеликих мас і габаритів.

Непривідні ЗП із стопорними механізмами забезпечують чергування циклів зажиму і розжиму деталей, не потребують спеціальних команд від системи керування і додаткової енергії. Деталі утримуються силою пружин внаслідок ефекту самозатягування. Як правило, робота таких ЗП можлива тільки при їх вертикальному положенні.

Командні ЗП. Широко розповсюджені конструкції тискового типу (обценьки). Рух губок забезпечується пневмо-, гідро-, або електроприводом.

ЗП з важільними передаточним механізмом і пневмо-гідро приводом.

рис.5.2

Центруючі ЗП з рейковим передаточним механізмом.

рис.5.3

ЗП з розширяючими еластичними камерами.

рис.5.4

Застосування таких пристроїв обумовлено кригкістю матерії і складною конфігурацією поверхонь багатьох деталей.

Вакуумні, з згинаючими еластичними камерами і електромагнітні ЗП.

пневмоприсоска елементи кріплення вакуумного з кульовою опороюзахватного пристрою

Захватний пристрій із згинаючими еластичними камерами для захвату виробів за зовнішню поверхню: за внутрішню поверхню:

1-еластичні камери; 2-базуючаІ, ІІ-форми, які приймає камера в призма; 3-патрубки; 4-корпус; залежності від тиску стиснутого 5-різьбовий держакповітря

рис.5.7

Адаптивні захватні пристрої:

а-трьохпалі з активним тросовим механізмом привода ланок; б-адаптивний; в-з тактильним щупом;

8.1. Основы построения иус

  

Информационно-управляющая система (ИУС) робота, или его управляющее устройство (УУ), является важнейшей составной частью, образуя в сочетании с исполнительной системой (манипулятором) собственно робот. ИУС служит для 1) восприятия и преобразования информации о состоянии внешней среды и самого робота; 2) выработки законов управления исполнительными устройствами на основе управляющей программы, командных сигналов с пульта управления и информации о положении и состоянии элементов робота и окружающей среды; 3) передачи управляющих воздействий приводам и механизмам исполнительной системы с целью организации активного взаимодействия робота с окружающей средой.   8.1. Основы построения ИУС   Информационно-управляющая система, как отмечено выше (см. 2.2), структурно состоит из системы управления (СУ), информационно- измерительной системы (ИИС) и системы связи (СС). Функциональные возможности робота - его универсальность и гибкость, быстрота перепрограммирования (обучаемость), число позиций, обслуживаемых рабочим органом, точность позиционирования, быстродействие и ряд других качеств в значительной мере определяются его информационно- управляющей системой. Основой управляющего устройства робота является система управления, обеспечивающая выработку закона управления исполнительными устройствами робота и формирование управляющих сигналов. Поскольку система управления является главной составной частью информационно-управляющей системы робота, в первую очередь, определяющей его возможности, понятия "система управления" и "устройство управления" в литературе зачастую не разделяются, а употребляются как синонимы.   8.1.1. Общие принципы построения   Каковы же определяющие идеи, или принципы, закладываемые в основу построения информационно-управляющих систем роботов? В общем виде управляющее устройство робота, функционирующего в условиях неорганизованного пространства, должно обладать способностью вырабатывать целесообразное поведение, закрепляя его в памяти, т.е. приспосабливаться к изменяющимся условиям функционирования в течение определенного конечного времени. Таким образом, один из важнейших принципов, который должен быть заложен в основу построения управляющих систем роботов достаточно высокого уровня (второго и третьего поколений), является способность к обучению на собственном опыте и адаптаци и (приспосабливаемое) к изменившимся условиям. В соответствии с этим принципом в процессе решения задач роботом должны происходить накопление опыта и адаптация управляющего устройства к конкретным условиям функционирования. Другой важнейший принцип управления, эффективно используемый в любых биологических системах, выработанный и отточенный самой природой в ходе многовековой эволюции, - это принцип многоуровневой иерархической организации управления, когда различные задачи управления распределяются между несколькими уровнями - высшим, средним и низшим. Если обратиться, например, к человеку, то высшая нервная система (полушария головного мозга) управляет деятельностью на уровне решения достаточно общих задач и не управляет движением каждой мышцы и даже группы мышц. Когда же человек совершает какое-либо действие, например, печатает на машинке, надевает пальто и т.п., он не задумывается над тем, какие именно движения и в какой последовательности следует совершить, чтобы достичь цели, они происходят как бы автоматически без непосредственного вмешательства высших уровней. Реализация общей задачи, сформулированной головным мозгом, осуществляется на более низких уровнях управления, в частности, совершение большинства рефлекторных движений регулируется различными отделами спинного мозга. Таким образом, центральная нервная система как орган управления имеет иерархическую структуру с несколькими уровнями. Важным свойством такой системы является обмен информацией между уровнями. Иерархическое управление гораздо экономнее, чем жестко централизованное, является средством уменьшения объема обрабатываемой информации и ускорения процесса управления, а главное - позволяет построить реальные технические системы, которые в централизованном исполнении оказались бы чрезвычайно сложными и едва ли смогли бы полноценно функционировать. Иерархическая организация управления роботом - это прежде_ всего распределение функций восприятия, обработки информации и управления между отдельными уровнями иерархии и подсистемами робота. Например, в управляющих устройствах роботов, построенных на базе микропроцессорных средств вычислительной техники, задачи управления первого - низшего уровня, традиционно решаемые методами теории автоматического регулирования, заключаются в формировании сигналов непосредственного воздействия на каждую из управляемых координат привода манипулятора. Второй, или тактический, уровень генерирует управляющие сигналы для низшего уровня управления на основе входной информации от высшего уровня и сенсорной системы, а его выходными командами являются сигналы, ладаю'дие законы и последовательность действий исполнительной системы манипулятора. Высший, или стратегический, уровень управления обеспечивает формирование общей системы действий робота на основе управляющей программы, а также логической обработки и анализа информации об окружающей среде и состоянии самого робота. Каждый уровень, в свою очередь, может иметь иерархическую структуру с различного рода прямыми и обратными связями. В качестве инструмента "общения" между уровнями, роботом и оператором, а также решения логических задач и формирования системы действий в терминах робота используются формализованные языки также различных уровней. И, наконец, еще один важный принцип, закрепленный в живой природе, - принцип синергий, или блочности управления. Например, обучение человека тем или иным функциям - ходьбе, бегу, прыжкам, плаванию, написанию текста, управлению автомобилем и т.п. - сводится к формированию и закреплению в его памяти в виде опыта соответствующих блоков, или синергий, - взаимосвязанных действий, один из которых заложен генетически в ходе эволюции организма, другие формируются в процессе обучения. Итак, синергии - это те "кирпичики", из которых строится целенаправленное функционирование биологической или технической управляемых систем. Группирование степеней подвижности робота в "блоки" и соответствующее уменьшение числа независимых переменных являются эффективным методом управления такими сложными техническими системами, как роботы.