Bandă transportoare cu robotică

- Dec 26, 2018-

Invenția se referă la domeniul tehnic al roboților industriali, în special la metoda de urmărire dinamică a benzii transportoare industriale.


image


Tehnica de fundal:


Roboții industriali sunt utilizați pe scară largă în liniile de producție automatizate. Multe linii automate de producție sunt sub forma unei conducte, care este conectată la o stație printr-o bandă transportoare. Piesa de prelucrat care urmează a fi prelucrată urmează banda transportoare, de la o stație la alta, iar robotul de pe stație captează sau pune piesa de prelucrat din banda transportoare.


Cea mai simplă metodă de a lucra cu robotul și cu banda transportoare este să opriți mișcarea piesei de prelucrat de pe banda transportoare când atinge poziția specificată. Robotul apucă piesa staționară și transportorul continuă să se miște. Dezavantajele acestei metode sunt, de asemenea, foarte evidente. Pe de o parte, accelerarea și decelerarea frecventă a benzii transportoare va reduce viteza medie de rulare a benzii transportoare, va crește pierderea și robotul va fi adesea în stare de așteptare; pe de altă parte, dacă mai multe roboți servesc aceleiași benzi transportoare și fiecare robot are Dispozitivul de transport trebuie să fie staționar înainte ca piesa să poată fi acționată. Bataia de lucru a fiecărui robot va fi afectată de alți roboți. În plus, unele scenarii de aplicare speciale necesită ca transportorul să continue să funcționeze și nu poate fi oprit.


Elemente de realizare echnicală:


Un obiectiv al invenției este acela de a aborda cel puțin unul dintre dezavantajele tehnice.


În acest scop, un obiect al prezentei invenții este de a furniza o metodă de urmărire dinamică a unei benzi transportoare industriale robot.


Pentru a realiza obiectul de mai sus, o realizare a prezentei invenții oferă o metodă de urmărire dinamică a unei benzi transportoare robot industriale, care include următoarele etape:


Pasul S1, în funcție de poziția relativă dintre robotul industrial și banda transportoare, urmărirea banda transportoare este divizată secvențial în următoarele etape: un segment de pornire, un segment de urmărire și un segment de dezangajare și un codificator este aranjat pe banda transportoare pentru a măsura poziția și viteza benzii transportoare;


Pasul S2, atunci când comutatorul sincron localizat pe banda transportoare detectează că a sosit o piesă nouă, emite o instrucțiune de notificare către robotul industrial, iar atunci când piesa de prelucrat intră în fereastra de pornire și robotul industrial este în stare de așteptare, robotul industrial începe urmărirea piesei de prelucrat. Și reglarea vitezei de rulare astfel încât viteza sculei de capăt a robotului industrial să coincidă cu viteza benzii transportoare înainte de a intra în zona de urmărire;


Robotul industrial efectuează o strategie corespunzătoare de accelerare și decelerare în funcție de diferitele poziții ale piesei de prelucrat din segmentul de pornire:


Când piesa se află într-o zonă de pornire a ferestrei de pornire, robotul industrial se deplasează mai întâi înapoi și apoi accelerează urmărirea piesei de prelucrat într-o direcție înainte;


Când piesa de prelucrat este amplasată într-o zonă intermediară a ferestrei de pornire, robotul industrial accelerează mai întâi și apoi decelerează, iar viteza robotului industrial este mai mare de 0 și nu depășește viteza transportorului pe parcursul întregului proces;


Piesa de prelucrat este situată la o zonă de capăt a ferestrei de pornire, iar robotul industrial accelerează și apoi decelerează și viteza maximă depășește viteza transportorului pe parcursul întregului proces;


Pasul S3, după ce piesa de prelucrat intră în segmentul de urmărire, robotul industrial sintetizează viteza finală a robotului industrial în funcție de viteza prestabilită de predare și de viteza transportorului măsurată de codor și integrează viteza finală a robotului industrial. Obținerea unei căi de rulare a robotului industrial, în segmentul de urmărire, robotul industrial operează piesa conform unei acțiuni presetate și, după terminarea operației, robotul oprește urmărirea piesei de prelucrat în segmentul decuplat;


În etapa S4, după ce segmentul de urmărire completează sarcina relativă la piesa de prelucrat, robotul intră în segmentul de dezangajare, iar viteza efectivă a robotului industrial este redusă de la viteza transportorului la zero.


În plus, robotul industrial începe cu o viteză de 0, poziția de la capătul segmentului de pornire este punctul de plecare al zonei de urmărire, viteza este viteza transportorului și timpul de funcționare al robotului de pornire = deplasarea transportorului / viteza transportorului.


Mai departe, în etapa S3 este introdus un termen de corectare V-corecție = f (eroare de poziție) și f este o funcție de corecție a cărei intrare este eroarea de poziție curentă a robotului industrial și viteza reală a robotului industrial = V - Teach + V-transportor + corecție V.


Metoda de urmărire dinamică a benzii transportoare robot industrial decuplează mișcarea robotului de la mișcarea benzii transportoare conform invenției: robotul poate compensa mișcarea benzii transportoare indiferent de mișcarea benzii transportoare, asigurând că traiectoria și viteza instrumentul față de piesa de prelucrat de pe banda transportoare este în concordanță cu presetarea. Indiferent dacă banda transportoare se mișcă sau nu, robotul poate asigura că mișcarea piesei de lucru față de piesa de prelucrat este în concordanță cu pre-predarea, iar eficiența producției este îmbunătățită fără a crește dificultatea utilizării. Invenția susține robotul să deschidă și să urmărească piesele de prelucrat în diferite poziții din fereastra de pornire, să se poată adapta la mediul complex de producție și să înceapă diferite strategii de viteză corespunzătoare diferitelor poziții la început; utilizați codificatorul pentru a colecta viteza benzii transportoare în timp real și utilizați sinteza vectorului de viteză pentru a obține viteza robotului și introduceți în același timp cantitatea de corecție a vitezei poate face față scenei fluctuațiilor vitezei centurii și are o performanță excelentă de urmărire .


Aspectele și avantajele suplimentare ale invenției vor fi prezentate parțial în descrierea care urmează.



Căi detaliate


Exemplele de realizări ale prezentei invenții sunt descrise în detaliu mai jos și exemplele de realizare sunt ilustrate în desenele însoțitoare, în care aceleași numere de referință identice sau similare indică aceleași elemente sau elemente similare sau elemente care au aceleași funcții sau funcții similare. Exemplele de realizare descrise mai jos cu referire la desene sunt destinate a fi ilustrative ale invenției și nu trebuie interpretate ca limitatoare.



În etapa S1, deoarece domeniul de lucru al robotului industrial este limitat, în funcție de poziția relativă dintre robotul industrial și banda transportoare, urmărirea banda transportoare este divizată secvențial în următoarele etape: o secțiune de pornire, o secțiune de urmărire și o secțiunea de dezangajare și un codificator și un comutator sincron sunt aranjate pe banda transportoare. Codificatorul este utilizat pentru a măsura poziția și viteza benzii transportoare, iar comutatorul sincron este utilizat pentru a detecta sosirea pieselor noi.


Pasul S2, când comutatorul sincron situat pe banda transportoare detectează că a sosit o piesă nouă, trimite o instrucțiune de notificare robotului industrial. Când piesa de prelucrat intră în fereastra de pornire și robotul industrial este în stare de așteptare, robotul industrial începe să urmărească piesa de prelucrat și reglează operația. Viteza este astfel încât viteza sculei de capăt a robotului industrial să fie în concordanță cu viteza benzii transportoare înainte ca robotul industrial să intre în zona de urmărire.


Într-o variantă de realizare a invenției, este prevăzută o zonă tampon între comutatorul de sincronizare și segmentul de pornire, în care robotul industrial nu urmărește piesa de prelucrat. După cum se arată în figura 3, atunci când piesa de prelucrat trece prin comutatorul sincron, piesa de prelucrat nu este urmărită de robotul industrial înainte de a intra în fereastra de pornire; când piesa se află în fereastra de pornire, robotul industrial va începe să urmărească și să țină pasul cu piesa. Când piesa se află în fereastra de pornire și robotul este în stare de așteptare, robotul industrial poate începe să urmărească piesa de prelucrat, care este segmentul de început înainte ca piesa de prelucrat să părăsească fereastra de pornire.


Într-o variantă de realizare a invenției, robotul industrial efectuează o strategie corespunzătoare de accelerare și decelerare bazată pe pozițiile diferite ale piesei de prelucrat din segmentul de pornire:


Când piesa se află în zona de pornire a ferestrei de pornire, robotul industrial se deplasează mai întâi înapoi și apoi accelerează urmărirea piesei de prelucrat în direcția înainte;


Când piesa se află în mijlocul ferestrei de pornire, robotul industrial accelerează mai întâi și apoi decelerează. Viteza robotului industrial este mai mare de 0 și nu depășește viteza transportorului în timpul întregului proces;


Piesa de lucru se află la capătul ferestrei de pornire. Robotul industrial accelerează mai întâi și apoi decelerează. Viteza maximă pe parcursul întregului proces va depăși viteza transportorului.


Strategia de accelerare / decelerare de mai sus va fi descrisă mai jos, luând în considerare fig. 4 ca exemplu.


După cum se arată în fig. 4, B este situat în mijlocul zonei de start, iar A și C sunt situate înainte și după B, respectiv. În funcție de diferitele strategii de accelerare și decelerare a poziției piesei de prelucrat atunci când robotul începe să urmărească, efectul final este acela de a se asigura că poziția și viteza punctului final al robotului industrial sunt în concordanță cu piesa de prelucrat atunci când piesa intră zona de urmărire. Dacă se află în poziția B, robotul industrial accelerează mai întâi și apoi decelerează. Viteza robotului este mai mare de 0 și nu depășește viteza transportorului în timpul întregului proces. Dacă se află în poziția A, robotul se va deplasa mai întâi înapoi, apoi va accelera piesa de urmărire în direcția înainte; dacă este în poziția C Robotul accelerează și apoi decelerează, iar viteza maximă va depăși viteza transportorului pe parcursul întregului proces.


Figura 5 este o ilustrare schematică a modului de pornire a segmentului de pornire, în conformitate cu un exemplu de realizare a prezentei invenții. Cele trei curbe de accelerație și decelerare de mai sus sunt constrânse de condițiile punctului final. Poziția de pornire este poziția robotului și viteza este 0; poziția finală este punctul de plecare al zonei de urmărire, viteza este viteza transportorului; timpul de funcționare al robotului de pornire = deplasarea transportorului / viteza transportorului. Robotul general permite ca viteza și accelerația să fie mult mai mari decât banda transportoare, astfel încât robotul de început poate ține pasul cu piesa de prelucrat.


Pasul S3, după ce piesa de prelucrat intră în segmentul de urmărire, robotul industrial sintetizează viteza finală a robotului industrial în funcție de viteza prestabilită de predare și de viteza curelei transportoare măsurate de codor și integrează viteza finală a robotului industrial pentru a obține calea de călătorie a robotului industrial. În segmentul de urmărire, robotul industrial operează piesa conform unei acțiuni prestabilite. După finalizarea operației, robotul oprește urmărirea piesei de prelucrat și intră în segmentul de dezangajare.


Mai precis, atunci când piesa de prelucrat intră în segmentul de urmărire, viteza de capăt a robotului a fost în concordanță cu banda transportoare. În acest moment, robotul pornește mișcarea relativ la piesa de prelucrat în funcție de programul predat de utilizator, iar viteza este predarea V; viteza transportorului este centura torsiune; sinteza V-sinteza vectorului de viteză cu două viteze este viteza finală a robotului. În timpul întregului proces de urmărire, codificatorul măsoară viteza transportorului în timp real, asigurând acuratețea vitezei de capăt a robotului, chiar dacă viteza transportorului fluctuează. Prin urmare, segmentul de urmărire sintetizează viteza robotului pe baza vitezei de predare și a vitezei transportorului, iar viteza integrală determină traseul parcurs de robot. FIG. 6 este o diagramă schematică a sintezei de viteză a segmentului de urmărire conform unei variante de realizare a invenției.


La pasul S3 este introdus un termen de corecție V-corecție = f (eroare de poziție) și f este o funcție de corecție a cărei intrare este eroarea de poziție curentă a robotului industrial și viteza reală a robotului industrial = V-predare + Curea transversală + V - corectată.


Deoarece există inevitabil o întârziere în sistem și măsurare, sinteza de viteză simplă este predispusă erorii cumulative după urmărirea pe distanțe lungi. Prin urmare, este introdus termenul de corecție V-corecție = f (eroare de poziție), f este funcția de corecție, iar intrarea este eroarea de poziție curentă a robotului. Viteza reală a robotului = V - predare + V - transportor + corecție V.


Într-o variantă de realizare a prezentei invenții, după ce piesa de prelucrat intră în zona de urmărire, robotul operează piesa de prelucrat în funcție de o acțiune prestabilită, cum ar fi apucarea, lipirea, etc .; după terminarea operațiunii, robotul oprește urmărirea piesei de prelucrat și revine la locația în așteptare sau efectuează alte operații care nu sunt urmărite.


În etapa S4, după ce segmentul de urmărire completează sarcina relativă la piesa de prelucrat, robotul intră în segmentul de dezangajare, iar viteza efectivă a robotului industrial este redusă de la viteza transportorului la zero.


După ce segmentul de urmărire finalizează sarcina relativă la piesa de prelucrat, robotul intră în segmentul de dezangajare. Deoarece viteza piesei de prelucrat este redusă la zero în acest moment, viteza finală a robotului este egală cu viteza transportorului. Nu există cerințe speciale pentru secțiunea de decelerare. Viteza reală a robotului poate fi redusă de la viteza transportorului la zero.


Metoda de urmărire dinamică a benzii transportoare robot industrial decuplează mișcarea robotului de la mișcarea benzii transportoare conform invenției: robotul poate compensa mișcarea benzii transportoare indiferent de mișcarea benzii transportoare, asigurând că traiectoria și viteza instrumentul față de piesa de prelucrat de pe banda transportoare este în concordanță cu presetarea. Indiferent dacă banda transportoare se mișcă sau nu, robotul poate asigura că mișcarea piesei de lucru față de piesa de prelucrat este în concordanță cu pre-predarea, iar eficiența producției este îmbunătățită fără a crește dificultatea utilizării. Invenția susține robotul să deschidă și să urmărească piesele de prelucrat în diferite poziții din fereastra de pornire, să se poată adapta la mediul complex de producție și să înceapă diferite strategii de viteză corespunzătoare diferitelor poziții la început; utilizați codificatorul pentru a colecta viteza benzii transportoare în timp real și utilizați sinteza vectorului de viteză pentru a obține viteza robotului și introduceți în același timp cantitatea de corecție a vitezei poate face față scenei fluctuațiilor vitezei centurii și are o performanță excelentă de urmărire .


În descrierea prezentei descrieri, descrierea cu referire la termenii "un exemplu de realizare", "unele exemple de realizare", "exemplu", "exemplu specific" sau "câteva exemple" și altele asemenea înseamnă o caracteristică specifică descrisă în legătură cu varianta sau exemplul. O structură, material sau caracteristică este inclusă în cel puțin o variantă de realizare sau exemplu a invenției. În prezenta descriere, reprezentarea schematică a termenilor de mai sus nu se referă neapărat la aceeași realizare sau exemplu. Mai mult, particularitățile, structurile, materialele sau caracteristicile particulare descrise pot fi combinate într-o manieră adecvată în oricare dintre mai multe exemple sau exemple de realizare.


Deși exemplele de realizare ale prezentei invenții au fost arătate și descrise, se înțelege că exemplele de realizare anterioare sunt ilustrative și nu restrictive. Variantele, modificările, modificările și variațiile realizărilor descrise mai sus sunt posibile în scopul invenției. Domeniul de aplicare al invenției este definit prin revendicările anexate și echivalentele acestora.

image