РОБОТИЗИРОВАННАЯ СБОРОЧНАЯ ЛИНИЯ С КОМПЬЮТЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Роботизированная сборочная линия с компьютерным управлением относится к области образования, а именно к учебной технике, и предназначена для проведения лекционных занятий, практических, лабораторных, учебно- и научно-исследовательских работ по различным дисциплинам, связанным с технологией машиностроения, электроприводами, автоматизацией, электроавтоматикой, информационно-измерительными системами, числовым программным управлением, гибкими производственными станочными и сборочными системами, робототехникой и мехатроникой, микропроцессорными системами, вычислительной техникой и современными информационными технологиями.
Известен сборочный стенд с компьютерным управлением, предназначенный для изучения робота, его наладки и программирования, а также для программирования и моделирования процесса сборки изделий (Савельев А.А., Свиридов С.Н., Мазеин П.Г. Сборочный стенд с компьютерным управлением / Материалы международной научно-практической Интернет-конференции «Информационные технологии в науке и образовании». Ноябрь 2006 - март 2007. - Шахты: изд-во ЮРГУЭС, 2007. - С.36-39). Стенд содержит расположенный на основании манипулятор (электромеханический робот), имеющий сферическую систему координат и связанный с системой управления, блок питания и блок управления на базе персонального компьютера, накопители сборочных элементов, кабельные линии связи. Недостатком указанного стенда является ограниченное использование функциональных и технологических возможностей робота, заключающееся в необходимости предварительной ориентации сборочных элементов при установке их в накопители, невозможность распознавания и
выбора сборочных элементов по конфигурации или по другому признаку, отсутствие физически реализованной системы координат, отсутствие элементов, обеспечивающих поштучную выдачу заготовок на позицию захвата роботом, отсутствуют элементы транспортной системы. Вышесказанное существенно ограничивает применимость стенда для сборочных работ из элементов разного профиля, снижает дидактические характеристики учебного стенда, так как не обеспечивает овладение обучающихся наладкой и программированием роботизированных сборочных комплексов с использованием элементов транспортной системы и других элементов мехатроники.
Технической задачей полезной модели является расширение технологических возможностей сборочного комплекса путем обеспечения работы отдельных узлов и блоков в едином цикле и возможности их синхронного взаимодействия, то есть создание роботизированной сборочной линии с транспортно-накопительной системой и техническим зрением.
Указанная задача решается тем, что роботизированная сборочная линия с компьютерным управлением, включающая расположенные на основании электромеханический робот, связанный блоком управления с персональным компьютером единой системой управления, по крайней мере, два накопителя для сборочных элементов, площадку для сборки деталей, согласно предложению, содержит установленную на одном из звеньев робота видеокамеру, закрепленную с возможностью перемещения относительно поверхности основания и взаимосвязанную с блоком управления робота единой системой управления, расположенные на площадке для сборки маркеры, а также содержит дополнительные накопители сборочных элементов соответствующего размера и назначения и склиз для перемещения собранного узла со сборочной площадки транспортера в зону приема, причем каждый накопитель снабжен толкателем для перемещения деталей на площадку для захвата роботом и последующего перемещения на сборочную площадку, расположенную на транспортере, а транспортер и толкатели
снабжены конечными выключателями, соединенными с блоком управления, при этом площадка для сборки деталей выполнена контрастной по цвету к поверхности транспортера и сборочных элементов,.
Особенностью заявляемой роботизированной сборочной линии является создание системы технического зрения в виде видеокамеры и маркеров, физически определяющих систему координат и программу обработки информации, которая позволяет осуществлять распознавание и выбор сборочных элементов без предварительной их ориентации. Установка на основании транспортера и дополнительных накопителей сборочных деталей с толкателями, снабженными конечными выключателями, соединенными с блоком управления, позволяет организовать непрерывный цикл сборки в единую технологическую линию. Наличие нескольких накопителей для сборочных деталей соответствующего размера и назначения позволяет расширить номенклатуру собираемых деталей роботом. Видеокамера и робот работают в единой системе управления от персонального компьютера, что позволяет использовать заявляемую роботизированную сборочную линию как в технологическом процессе, так и в процессе обучения и подготовке специалистов по проектированию, наладке, программированию и управлению автоматизированными и мехатронными системами.
Выполнение на транспортере и основании контрастной по цвету к его поверхности площадки для сборочных элементов улучшает зрительный обзор расположения и распознаваемость всех сборочных элементов, а с помощью маркеров выполняется привязка систем координат основания и робота, определяются координаты элементов для передачи их в блок управления и реализации относительно них управляющей программы сборки заданного узла.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид роботизированной линии; на фиг.2 - сборочные элементы.
Роботизированная сборочная линия содержит расположенные на основании 1 электромеханический робот 2, соединенный с персональным
компьютером 3 и блоком управления 4 единой системы управления. На одном из звеньев робота 2 с возможностью перемещения относительно поверхности основания установлена видеокамера 5, также взаимосвязанная с блоком управления робота. Линия содержит накопители 6, 7, 8 для сборочных деталей соответствующего размера и назначения, а каждый накопитель снабжен толкателем соответственно 9, 10, 11, подающим на площадку 12 детали для сборки, которая размещена на транспортере 13 и на которой имеются маркеры 14. На основании установлен толкатель 15 для перемещении собранного на площадке транспортера узла на склиз 16 и далее в зону приема (на чертеже не указана). Толкатели и транспортер снабжены конечными выключателями соответственно 17 и 18, соединенными с блоком управления 4.
Роботизированная сборочная линия работает следующим образом.
При работе линии транспортер 13 перемещает площадку 12 для сборки узла на позицию, установленную конечным выключателем 18. Площадка транспортера имеет цвет, контрастирующий с цветом транспортера и цветом сборочных элементов (фиг.2). В начале работы по команде управляющей программы видеокамера передает изображение маркеров площадки для сборки в компьютер системы управления, по маркерам 14 устанавливается система координат и определяются координаты площадки для сборки. После обработки в компьютере данных, полученных с помощью видеокамеры, робот осуществляет сборку узла, в соответствии с введенной пользователем управляющей программой. Робот выбирает с соответствующей площадки 12 нужную деталь, выдвинутую толкателем 9, 10 или 11 из соответствующего накопителя 6, 7 или 8 до положения, определяемого соответствующим конечным выключателем 17. Выбранную деталь схват робота 2 переносит на сборочную площадку транспортера. После сборки собранный узел сталкивается на склиз толкателем 15. Управление линией осуществляется персональным компьютером через блок управления 4.
Роботизированная сборочная линия может быть использована для изучения робота, его наладки и программирования, а также для программирования и моделирования процесса сборки изделий. Предлагаемой роботизированной линией с техническим зрением, например, с видеокамерой, может быть осуществлено оснащение лекционных, лабораторных и практических работ по робототехнике и мехатронике, гибким производственным системам, гибким производственным модулям, роботизированным сборочным комплексам. Кроме того, линия может применяться в условиях автоматизированного производства для сборки изделий со сборочными элементами массой до 0,3 кг.