Роботы сегодня и завтра - страница 11
Оптические датчики — это и простые оптические блоки распознавания (например, фиксирующие движущиеся детали по их форме), и высокоэффективные системы — фотодиодные блоки и камеры. Системы датчиков, оснащенные телекамерами, относятся к визуальным системам распознавания.
Высокоразвитые системы распознавания — съемочные камеры и видеопреобразовательные системы в сочетании с видеообрабатывающими системами — могут производить оценку изображений. Для трехразмерных объектов выбирают характерные признаки, служащие для:
распознавания обрабатываемой детали и монтажных частей;
определения позиционирования обрабатываемых предметов и для их ориентирования по отношению к заданным осям координат;
распознавания и нахождения признаков обрабатываемой детали;
контроль за рабочим процессом и обеспечения качества.
>Трехразмерное ориентирование (по Вольфу).
Высокоразвитая система распознавания объекта работает по следующему принципу: телекамера обозревает все поле деятельности, анализирует его и распознает отдельные объекты. В данном случае задача робота — распознать и обработать деталь, лежащую неупорядоченно среди других деталей: по форме, ее месту и позиции. Это предъявляет к данной системе распознавания и обработки весьма высокие требования.
При решении столь сложной задачи, как разработка системы распознавания, ученые в первую очередь опираются на знания о визуальной системе человека, на информацию о предположительно подлежащем анализу видеоматериале, на результаты исследований из области физики, информатики и математики.
Такой автоматически работающей системой промышленных роботов может служить разработанная Высшей технической школой Ильменау и внедренная на заводе электроники в Нойхаузе система распознавания объектов для автоматического присоединения выводов к кристаллам транзисторов. Вместе с многокоординатной системой позиционирования, управляемой микроЭВМ, она применяется для управления роботом. Главные узлы этой системы распознавания — микроЭВМ, камера и координатный стол.
Во все больших масштабах осуществляется разработка и создание устройств визуального контроля за роботами, которые могут, опираясь на системы по автоматической оценке изображения, осуществлять машинную инспекцию роботокомплекса или контролировать изготовляемые детали.
Подобные проверочные и контрольные системы работают, как правило, с применением специальных камер, микроЭВМ, устройства ввода с клавиатурой, напоминающей клавиатуру пишущей машинки, экраном для воспроизведения информации, кассетным магнитофоном для передачи информации на микроЭВМ и для записи информации.
Система МАВИС на модулях, разработанная и испытанная Академией наук ГДР и Центральным институтом кибернетики и информационных процессов, заменяет 2–3 рабочих. Ее модулями являются различные микрокомпьютерные программы, которые выбираются в зависимости от решаемой задачи.
Эта визуальная система пригодна для определения местоположения поверхностных замеров обрабатываемых деталей, сортировки деталей, которые затем подаются для дальнейшей обработки на следующий робот. В зависимости от степени трудности на процесс распознавания тратится от 20 до 2,5 мл/с на каждый распознаваемый объект.
Вначале осуществляется съемка выбранных деталей и их фиксация в блоке памяти. Система сравнивает данные оцениваемой детали с данными из блока памяти. В случае их соответствия роботу отдается необходимый приказ, и деталь обрабатывается согласно требованиям производственного процесса. Применение систем распознавания гарантирует преимущества и в роботизированных монтажных процессах.
Применение унифицированных элементов при конструировании и создании промышленных роботов, в особенности загрузочных и для сварочных работ, дает значительные преимущества. Унификация узлов позволяет создавать роботы ограниченными сериями из функциональных элементов, т. е. из таких основных элементов, как стандартизованные блоки подачи и вращения, а также узлов, которые соединяют все в единое целое.
В системе унифицированных узлов для загрузочных роботов в качестве интеграционных единиц зарекомендовали себя следующие типы: тип 1 (для манипулирования с массами менее 10 кг), тип 2 (от 10 до 40 кг) и тип 3 (от 40 до 100 кг). В связи с тем что требования к промышленным роботам растут, на наших предприятиях все больше создаются роботы собственной конструкции с частичным использованием унифицированных узлов. Это позволяет добиваться решений, оптимально соответствующих производственным условиям, и обеспечивает более рациональное исполнение периферийных устройств. Здесь учитываются и требования по использованию защитных устройств, установке магазинов для деталей, инструмента, наличию грейферов, устройств для очистки деталей и инструмента, для зажима и позиционирования деталей, измерительных и контрольных приборов для слежения за качеством, систем для распознавания объектов и их позиции, а также транспортирующих устройств. Правда, не всегда нужны все эти периферийные устройства. Однако любой вид промышленного робота предполагает по меньшей мере использование защитных устройств или магазинов для деталей.