Реализация нечеткого управления позиционированием сборочным роботом от ЭВМ с оптическим датчиком положения

Реализация нечеткого управления позиционированием сборочным роботом от ЭВМ с оптическим датчиком положения.

.

Одним из эффективных направлений совершенствования систем автоматизированной сборки является применение методов интеллектуального управления сборочными роботами. В данной работе рассматривается возможность построения автоматизированной сборочной системы на базе четырехкоординатного робототехнического устройства типа УРТК (рис.1) с нечетким управлением, реализуемым программно на ЭВМ.

Рис.1. УРТК

Автоматическая сборка соединения обеспечивается при выполнении роботом трех этапов совмещения сопрягаемых поверхностей: транспортирование соединяемой детали на сборочную позицию, адаптация относительного и углового положения соединяемой детали и собственно само совмещение. Выполнение этапа адаптации при детерминированном управлении робототехническим устройством невозможно без применения специальных средств в виду больших погрешностей позиционирования при транспортировании детали. Применение методов нечеткого управления позиционированием детали позволяет совместить противоречивые требования к этапам транспортирования и адаптации соединяемых деталей. Рассматривается операция совмещения осесимметричных деталей, сопрягаемых по цилиндрическим или коническим поверхностям с гарантированным зазором не менее 0,01 мм.

Точность позиционирования УРТК при стандартном ПИД-управлении составляет 8%, что при начальном рассогласовании в 100мм делает невозможным операцию адаптации.

Робот снабжен системой очувствления, в которую входят оптический датчик, расположенный на схвате и источник световых колебаний, находящийся в отверстии базовой детали. Колебания генерируются на одном из выходных сигналов параллельного порта ЭВМ и управляют коммутированием питающего напряжения излучателя с частотой 200Гц.

Полная структура сборочной системы показана на рисунке 2.

ЭВМ и программное обеспечение.

ЦПУ: не ниже Intel celeron 900 МГц;

АЦП: микрофонный вход звуковой карты Creative SB Live 5.1 или аналогичной;

LPT: Параллельный порт EPP/ECP;

Операционная система: Windows 98se;

		Зона сборки

Рис.2. Структура сборочной системы

Основным элементом в этой сборочной системе является управляющая программа (рис.3), которая была разработана в среде программирования Borland Delphi6. Структура управляющей программы показана на рис.4.

I – осциллограмма сигнала датчика;

II – средний сигнал датчика на этапах движения;

III – относительное расположение совмещаемых деталей в данный момент времени;

IV – информационное поле.

Рис.3. Экранная копия программы управления

Блок выработки сигнала управления

Анализ уровня сигнала

АЦП

Буфер сигнала

Блок передачи

Рис.4. Структура управляющей программы

Программа обеспечивает:

ü опрос датчика с частотой 44100 Гц;

ü буферизацию полученных данных;

ü эмуляцию нечеткого контроллера - выработку управляющего сигнала по законам нечеткой логики с заданной частотой (от 4 до 200 раз в секунду) на основе буферизованных данных. Частота выработки определяется размером буфера и вычисляется по формуле: , где S – размер буфера в машинных словах; f – частота опроса датчика в герцах (для данной задачи достаточно 10 Гц).