В настоящее время различные виды роботов находят всё большее применение в машиностроении, медицине, космической промышленности и т.д. Наибольшее распространение получили промышленные роботы, которые чаще всего используются для перемещения и сортировки различных предметов (в том числе крупногабаритных грузов), а также в качестве сварщиков или для покраски (Рис. 1).

Рис. 1 Сварочный робот ABB

В состав робота входит механическая часть (манипулятор) и система управления к ней, которая в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Различные операции, например, перемещение предметов робот, как правило, выполняет с помощью так называемых рабочих органов на концах манипуляторов.

Нас очень заинтересовала данная тема, и мы решили самостоятельно построить в школьной лаборатории собственного робота с целью изучения его конструкции и способов управления. На первом этапе нам нужно было придумать задачу для нашего робота. И вот что у нас получилось…

Задача

Представим, что у нас есть небольшой завод, на котором производят джем из клубники. Готовая продукция хранится на складе в специальных бочках. Чтобы джем не становился слишком густым, бочки требуется регулярно переворачивать. Переворачивание бочек – очень утомительная и монотонная работа, поэтому она отлично подходит для первого задания для нашего робота.

Реализация

Итак, мы договорились, что наш робот будет переворачивать бочки с джемом. Для решения этой задачи построим отдельный участок для манипуляций с бочками.

Участок состоит из манипуляционного робота и двух столов для размещения бочек. Бочка в исходном положении устанавливается на стол №1, захватывается манипулятором и переносится на стол №2. Во время переноса осуществляется переворот бочки.

Манипулятор собран из деталей конструктора fischertechnik. Сама конструкция представляет собой систему звеньев, начало которой соединено с неподвижным основанием, а конец оснащён рабочим органом – зажимным захватным устройством (ЗУ) (Рис. 2).

Рис. 2 Манипуляционный робот

Управление двигателями осуществляется с помощью контроллера ROBO TX. Программа управления разработана в инструментальной среде ROBO Pro и записана во flash-память контроллера. Двигатель M1, с помощью системы механических передач, осуществляет поворот манипулятора относительно оси X. Для контроля крайних положений манипулятора применяются концевые датчики S1 и S2. Расположение концевых датчиков показано на Рис.3. За работу захватного устройства отвечает двигатель M2, соединённый с передачей винт-гайка. Наибольшее раскрытие ЗУ контролируется концевым датчиком S3. Степень «закрытия» ЗУ контролируется с помощью сигналов датчика S4, который в данной системе представляет собой энкодер.

Рис. 3 Расположение датчиков

Выводы

Теперь у нас есть конструкция робота, которая позволяет выполнять заданную производственную операцию – переворачивать бочки с джемом. Следующей задачей, которую нам предстоит решить, будет разработка управляющей программы.

До встречи в следующей части…

Владимир Баловнев и Григорий Зайцев — сотрудники компании ПАКПАК.