Systém autonómnej kontroly trajektórie robota

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

m) SK ÚŽITKOVÝ VZOR(22) Dátum podania prihlášky 15. 5. 2014 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (201501)(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority BZSJ 13/00(43) Dátum zverejnenia prihlášky 7. 1. 2015 1325- 19/00 Vestník UPV SR č. 01/2015 B 25 J 9/00(45) Dátum oznámenia 0 zápise GOSB 13/00 ÚRAD úžitkového vzoru 4. 8. 2015 PRIEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 08/2015 VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 9. 6. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej pátentovej prihlášky(73) Majiteľ STU Materiálovotechnologická fakulta so sídlom v Trnave, Trnava, SK(54) Názov Systém autonómnej kontroly trajektórie robotaSystém autonómnej kontroly traj ektórie robota (l) obsahuje Centrálny počítač (2) na riadenie robota (l), autonómny systém INS (3) na kontinuálnu komunikáciu s navigačným počítačom (4) cez sériové periférne rozhranie SPI (5), pričom autonómny systém INS (3) je upevnený na robote (l) a navigačný počítač (4) prostredníctvom sériového periférneho rozhrania SPI (5) je určený na komunikáciu s centrálnym počítačom (2).Technické riešenie sa týka systému autonómnej kontroly trajektórie robota na báze sústavy akcelerometrov a gyroskopov.Súčasné priestorové nároky a efektívne využívanie priestoru nútia robot pracovať často v stiesnených podmienkach. Pohyb nástroja alebo manipulácia s komponentmi si vyžaduje maximálnu požadovanú presnosť. V priemyselných robotoch sa na určovanie aktuálnej polohy ich častí (chápadlo, rameno) využívajú snímače polohy. Na meranie polohy bez kalibračných prípravkov sa používajú- Fotogrametrické metódy - umožňujú merania dynamických objektov.- Geodetické metódy - umožňujú merania statických objektov.Z toho plynú veľké nároky na správnu kalibráciu robotického zariadenia. Veľakrát dochádza ku kolíziám robotov, ich mechanickej deštrukcii, výrobná linka prestane produkovať a tak narastá veľkosť straty vo výrobe.Podstatou technického riešenia je systém autonómnej kontroly trajektórie robota s cieľom zamedziť kolíznym stavom.V navrhovanom riešení sa o kontrolu aktuálnej polohy stará autonómna sústava akcelerometrov a gyroskopov V troch osiach (ďalej INS).Novým, doposiaľ nepoužívaným autonómnym spôsobom kontroly polohy robota je použitie INS v systéme autonómnej kontroly trajektórie robota. Ak by sa poloha robota pravidelne nekalibrovala, odchýlka by neustále rástla a vznikli by veľké rozdiely medzi reálnou polohou robota a naprogramovanou polohou. Čo je v praxi neprijateľné.Požiadavka autonómnosti navigácie, t. j. nezávislosti na vonkajších zdrojoch navigačnej informácie sa stala dôvodom na zavádzanie INS. Na rozdiel od všetkých ostatných navigačných systémov je inerciálna navigácia úplne sebestačná a nezávislá na okolitom prostredí, t. j. systém je odolný proti vonkajším vplyvom,ako sú magnetické poruchy, elektronické rušenie a skreslenie signálu. To preto, lebo výpočtové operácie v INS sú založené na Newtonovom pohybovom zákone.Ak vložíme INS ako nezávislú kontrolu do systému riadenia robota, naprogramovaná poloha bude neustále porovnávaná s jeho reálnou polohou v pracovnom priestore. Poloha robota bude kontinuálne kontrolovaná a kalibrovaná prostredníctvom navigačného počítača s využitím sériového periférneho rozhrania. Odchýlka tak nenarastie, čím nevzniknú rozdiely medzi reálnou a naprogramovanou polohou robota.Prehľad obrázkov na výkresochNa priloženom výkrese je znázornený spôsob realizácie systému autonómnej kontroly trajektórie robota.Na obrázku je znázornený robot l, riadený centrálnym počítačom g. Na vopred definovanom mieste robota l je umiestnený autonónmy systém INS ž, prepojený s navigačným počítačom í, ktorý je prepojený sériovým periférnym rozhraním SPI á s centrálnym počítačom g. Takto je možné kontinuálne kontrolovať trajektóriu, ale aj polohu sledovaného bodu v pracovnom priestore robota l.Ak je definovaná počiatočná poloha robota l, je definovaná aj počiatočná poloha INS à upevneného na robote l. Pohyb a aktuálna poloha robota l riadeného centrálnym počítačom z v pracovnom priestore je neustále kontrolovaná a porovnávaná s údajmi autonómneho systému INS i o polohe pomocou navigačného počítača i cez sériové periférne rozhranie j. Navigačný počítač í validuje okamžitú polohu robota l a prostredníctvom sériového periférneho rozhrania SPI j komunikuje s centrálnym počítačom z a tak spresňuje reálnu polohu robota l. Takýmto spôsobom je poloha robota kontinuálne vyhodnocovaná a spresňovaná autonómnym systémom INS ž.Aplikovaním autonómneho systému INS à do systému riadenia robota l nie sú potrebné snímače polohy. Robot l zaznamenáva po opakovanom pohybe odchýlky polohy v porovnaní s naprogramovanou polohou, 10ktoré s prevádzkovým časom exponenciálne narastajú. Aby sa zminimalizovali odchýlky V meraní, je potrebné neustále vykonávať kalibráciu polohy robota systémom autonómnej kontroly trajektórie robota. A tak implementáciou autonómneho systému INS à do systému riadenia robota l kalibrácia nie je nutná, pretože autonómny systém INS i neustále komunikuje s navigačným počítačom i cez sériové periférne rozhranie SPI Q. Centrálny počítač 2 vyhodnocuje údaje z navigačného počítača A a porovnáva ich s údajmi riadiaceho programu. Vyhodnotenie rozdielov v údajoch znižuje odchýlku na minimum okamžite, v reálnom čase.Výsledky efektu systému autonómnej kontroly trajektórie robota boli využité v technológii Centra excelentnosti S-osového obrábania ITMS 26220120013 na Materiálovotechnologickej fakulte so sídlom v Trnave,Slovenskej technickej univerzity v Bratislave.Systém autonómnej kontroly trajektórie robota je možné použiť na určenie presnej polohy robota v jeho pracovnom priestore. Aplikáciu možno použiť na kalibráciu robotizovaného pracoviska. Absolútny súlad s realitou sa ale predpokladať nedá. Odchýlky reality od simulácie vznikajú z rôznych dôvodov (poloha obrobku, geometrická presnosť nástroja, vzájomná poloha osí robota). Implementovaný INS bude použitý na kalibráciu bez použitia kalibračných prípravkov, t. j. mimoriadne zjednodušenie kalibrácie v praxi. Praktickým príkladom využitia systému autonómnej kontroly trajektórie robota s implementovaním INS je napr. kalibrácia robotov, či riešenie kolíznych stavov vo výrobe.Systém autonómnej kontroly trajektórie robota, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že obsahuje centrálny počítač (2) na riadenie robota (1), autonómny systém INS (3) na kontinuálnu komunikáciu s navigačným počítačom (4) cez sériové periférne rozhranie SPI (5), pričom navigačný počítač (4), ktorý je prepojený pomocou sériového periférneho rozhrania SPI (5) s centrálnym počítačom (2), je určený na kontinuálne kontrolovanie trajektórie a polohy sledovaného bodu v pracovnom priestore robota (1).

MPK / Značky

MPK: B25J 9/16, B25J 19/02, G05B 13/02, B25J 13/08

Značky: autonómnej, robota, kontroly, trajektórie, systém

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u7198-system-autonomnej-kontroly-trajektorie-robota.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Systém autonómnej kontroly trajektórie robota</a>

Podobne patenty