Zastosowanie mikroprocesorowych układów pomiaru kąta obrotu w budowie fantomu do generowania programów roboczych robotów FANUC ARCMate 100iB
Artykuł w języku polskim
Plik PDF (pobrano 777 razy)
Streszczenie
W pracy omówiono projekt i realizację mikroprocesorowego układu do pomiaru absolutnych wartości położeń kątowych 6 przetworników rezystancyjnych. Przeznaczeniem projektowanego układu pomiarowego była instalacja w modelu robota FANUC ARCMate100iB wykonanego metodami szybkiego prototypowania. Założeniem projektu było utworzenie modelu dydaktycznego prezentującego wykorzystywaną we wczesnych latach 90. w USA, technikę programowania robotów przemysłowych metodą "teaching-by-showing", której głównym założeniem było wykorzystanie fantomu do wyznaczania pożądanych położeń łańcucha kinematycznego programowanego robota poprzez wskazywanie położeń za pomocą poruszanego ręcznie modelu robota. Aby możliwe było programowanie robotów przy wykorzystaniu mechatronicznego układu zadajnika trajektorii typu fantom konieczne było spełnienie dwóch podstawowych kryteriów wpływających na dokładność wyznaczanych położeń. Pierwszym założeniem była pełna skalowalność modelu, czyli zachowanie proporcji wymiarowych względem fizycznego manipulatora, w taki sposób, aby możliwe było precyzyjne odzwierciedlenie położenia fantomu w rzeczywistym systemie zrobotyzowanym. Drugim warunkiem pozwalającym na wykorzystanie tego typu zadajników trajektorii w procesie programowania metodami nauczania było zastosowanie odpowiedniego układu pomiarowego do pomiaru położenia kątowego kolejnych ogniw łańcucha kinematycznego fantomu. Jak pokazały przeprowadzone badania, dokładność wyznaczania położeń pośrednich trajektorii programowanego robota zależy w większym stopniu od dokładności metod pomiaru kątów obrotu ramion fantomu niż od precyzyjnego zachowania skali samego układu mechanicznego. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że dokładności pomiaru kątów obrotu muszą być o jeden rząd większe niż dokładności wykonania części mechanicznej (odległości punktów mocowania przegubów obrotowych ramion modelu robota), dlatego też postanowiono opublikować uzyskane wyniki, a także wnioski wyciągnięte z przeprowadzonych eksperymentów z udziałem wykonanego systemu przy programowaniu rzeczywistych robotów ARCMate 100iB, przy uwzględnieniu systemu pomiarowego oraz przyjętej metody pomiarów absolutnych wartości kątów obrotu ramion fantomu.
Słowa kluczowe
ARCMate100iB, fantom, FANUC Robotics, mechatronika, mikrokontroler AVR, szybkie prototypowanie
Application of microprocessor measurement system for rotation measuring phantom construction for generating programs of FANUC ARCMate 100iB robots
Abstract
The main goal of this work is to present the project and method for realization of microprocessor measurement system for measuring total angle position of rotary potentiometer. The presented solution is installed in FANUC ARCMate 100iB manufacturing robot, which is created by usage of fast prototyping methods. The main assumption of the presented work was to use phantom for determining the suitable kinematic chain positions of the robot. It is realized by pointing the position by the usage of manually moved robot model. To make robot programming possible, in this case, it was needed to fulfill the two main assumptions. First of all, the full model scaling was necessary, which means to keep the corresponding dimension proportion regarded to normal manufacturing robot. Second of all, we had to applied the suitable measuring system for measuring the angle position of following kinematic chain elements of phantom. The results show that, the precision in determining the indirect positions of robot trajectory mainly depend on accuracy of methods for measuring the angle rotation of phantom arms. Moreover, the calculations carried out that, the precision of angle rotation measurements must be higher than the quality of real mechanical model.
Keywords
ARCMate100iB, AVR microprocessor, FANUC Robotics, mechatronics, phantom, rapid prototyping
Bibliografia
- Kost G.: Programowanie robotów przemysłowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1996.
- Jezierski E.: Dynamika robotów, WNT, Warszawa, 2006.
- Craig J.J.: Wprowadzenie do robotyki. Mechanika i sterowanie, WNT, Warszawa, 1995.
- http://www.fanuc.co.jp/en/product/robot/index.html
- Kozłowski K., Dudkiewicz P., Wróblewski W.: Modelowanie i sterowanie robotów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2003.
- Nawrat Z.: Telemanipulator chirurgiczny RobIn Heart, „Pomiary - Automatyka - Robotyka”, nr 5, 2011.
- http://uzys.tistory.com
- http://www.wobit.pl
- http://www.ti.com
- http://www.atmel.com
- http://www.ftdichip.com
- http://www.maxim-ic.com