Основные требования к средствам очувствления. Задачи контроля сборочных процессов, страница 2

По объему воспринимаемой информации бесконтактные датчики могут быть подразделены на устройства, воспринимающие информацию от точечного объекта, от одномерного объекта и от двумерного объекта. По используемому физическому принципу первичного преобразователя датчики подразделяются на электромеханические, электростатические, электромагнитные (магнитоэлектрические), оптические, струйные и акустические. Одну и ту же информацию можно получить датчиками различного назначения. При этом критерий применяемости того или иного метода зависит как от функции, выполняемой ПР, так и от сложности системы принятия и обработки информации, требований к точности определения параметров, времени обработки информации, включая время сенсомоторного взаимодействия.

При подборе датчиков как внешней, так и внутренней информации необходимо учитывать следующие требования к их характеристикам и параметрам:

- допускать длительные перегрузки;

- располагаться вблизи мест измерения;

- обеспечивать усиление и преобразование первичного сигнала;

- осуществлять первичную обработку информации;

- обладать жесткой противоударной конструкцией, быть защищенными от воздействия внешней неблагоприятной среды;

- проектироваться в модульном исполнении;

- иметь возможность регулирования чувствительности;

- иметь возможность выбирать и расширять область и пределы применимости;

- допускать легкое и удобное встраивание в узлы ПР.

Важным этапом является также выбор концепции контроля. Для супервизорного управления системой сборки, включающей ПР, предлагается три концепции: контроль с коррекцией, контроль с прерыванием и контроль с оперативным воздействием.

Контроль с коррекцией предусматривает автоматическое устранение выявленного дефекта при управлении от центрального процессора. Контроль с прерыванием требует автоматического останова выполнения действий при обнаружении дефекта. Причина, вызвавшая дефект или его последствие, ликвидируются позднее. Концепция оперативного воздействия заключается в выявлении и фиксации неисправностей и вызове нужных специалистов для исправления их без останова технологического процесса.

Тактильные датчики. Существующие в настоящее время средства тактильного очувствления - это, как правило, довольно простые устройства, которые преобразуют величину физического воздействия в электрические сигналы. Такие датчики позволяют определять форму объекта, наличие объекта в захвате, а также контролировать усилие, с которым осуществляется захват.

Обычно тактильные сенсоры, применяемые в робототехнике, осуществляют преобразование величины давления, возникающего при контакте сенсора с объектом, в электрический сигнал. Среди подобных датчиков наиболее перспективны матричные датчики. Основная сложность, возникающая при их разработке, связана с тем, что существующие методы регистрации давления трудно приспособить к матричной конструкции сенсора. Так, индукционный метод имеет недостаток, заключающийся в низком уровне и диапазоне сигнала, а емкостный метод, основанный на применении сжимаемого диэлектрика, требует от последнего высокой эластичности, хороших изолирующих свойств и стабильности физических параметров.

Поэтому в настоящее время считается, что для создания тактильного сенсора целесообразно использование матриц резистивных элементов. Преимущество резистивного метода заключается, во-первых, в наличии большого количества материалов, обладающих нужными свойствами, а, во-вторых, в том, что создание сканирующей электронной аппаратуры, осуществляющей опрос каждого элемента матрицы, не представляет больших трудностей.

Подобная матрица образуется с помощью двух ортогональных друг другу наборов параллельных электродов, между которыми помещен слой пьезорезистивного материала.