Robotická manipulace s listovými pružinami

Robotický manipulátor plně nahrazuje práci jednoho zaměstnance. Dříve byly pružiny na pásu rovnány člověkem, nyní jeho funkci nahrazuje robot. Odlišností tohoto projektu od jiných robotických manipulátorů je fakt, že robot nekoná monotónní automatickou činnost, ale je nucen každou pružinu zvlášt vyhodnotit a podle typu pružiny zvolit nejlepší způsob uchycení, manipulace a trajektorie. Typy pružin vycházející z olejové lázně jsou náhodné, není tedy možné použít přednastavený program na určitý typ. Také frekvence padání pružin na dopravní pás je náhodná. Proces vyhodnocení a plánování je softwarově velmi náročný.

 

Mechanickou a bezpečnostní část projektu zajistila naše firma, elektronickou a softwarovou část zajistila naše partnerská firma CUTTER Systems spol. s.r.o.

 

Princip manipulace s pružinami

Pružiny pomocí vynášecího dopravníku vyjíždí z olejové lázně a padají na dopravní pás. Na vynášecím dopravníku je umístěno teplotní a otřesové čidlo, pomocí kterého robot detekuje, že na dopravní pás spadla nová pružina. Po zaznamenání dopadu pružiny se vynášecí dopravník zastaví, aby v průběhu scannování nepadaly na pás další pružiny, což by znehodnotilo vyhodnocení scanneru. 

 

Jakmile na pás spadne nová pružina, sepne se globální triangulační scanner, který nasnímá celou plochu dopravního pásu. Pomocí námi vyvinutého software scanner detekuje polohu, orientaci a tvar pružiny. V případě, že na páse leží pružin více, systém se rozhodne manipulovat pružinu, která nejvíce leží na ostatních a je k ní nejsnadnější přístup.

 

Manipulační rameno robota se přesune do prostoru nad pružinou. Na koncovém efektoru robota je umístěn lokální scanner, který nasnímá pružinu. Pomocí něj robot zjistí, jestli je na pružině umístěn otvor, případně jeho polohu. Dále zjistí šířku a přesnou polohu pružiny. Na efektoru jsou dále umístěny silové snímače. Ty snímají přítlačnou sílu magnetů k pružině a je tak zajištěno, že magnety drží pružinu na obou koncích a drží ji dostatečně pevně. Magnety jsou ovládány pomocí servomotorů. Po oscannování pružiny se k ní koncový efektor přiblíží, sepnou se magnety a robot přesune pružinu do požadované polohy.

  

Koncové polohy jsou definované zákazníkem podle typu pružiny. Méně prohnuté pružiny se odkládají konvexně za sebe. Více prohnuté pružiny se pokládají na hranu a prohnutím po směru pohybu pásu. V obou případech se přesnost polohy pohybuje v řádech milimetrů. V některých případech je pružina po dopadu na dopravní pás v takové poloze, že není možné ji správně uchytit a je potřeba ji otočit. K tomuto účelu je nad pásem umístěn vidlicový držák, kam si robot pružinu odloží a poté ji přichytí z opačné strany.

 

Plánovací software

Plánovací software má vlastní jádro, naše firma však provedla rozsáhlé úpravy. Plánování trajektorie probíhá ve virtuálním prostředí, kde je simulováno okolí dopravního pásu. Při plánování trajektorie tedy systém vyhodnocuje, jestli nedojde ke kolizi s okolím a jestli je možné pružinu dobře uchytit a odložit. Trajektorii systém plánuje s ohledem na co nejrychlejší a nejjednodušší manipulaci.

 

V systému je zabudovaná databáze s různými typy pružin. Při scannování je konkrétní pružina porovnána s touto databází. Pokud je pružina shodná s některým přednastaveným typem, systém dokáže rychleji vyhodnotit vhodnou trajektorii. Pokud ne, trajektorii plánuje individuálně.

 

 

foto

Základní parametry:

Pohyb v 6-ti osách

Přizpůsobení libovolnému tvaru pružiny

Rychlost pohybu až 2 m/s

Takt pružiny 30 s

Soubory:


     

    Galerie