Аттестовать геометрические ошибки Да,-, Д/„ Да, изготовления и сборки манипулятора, а также "привязки" нулей датчиков положения Дуд, (i = 1, п) можно только экспериментально — прямым или косвенным методом.

Прямые измерения геометрических параметров каждого звена механи­ческой руки в отдельности с последующим суммированием размеров не обеспечивают необходимой точности получаемых результатов. С помощью такого традиционного способа невозможно определить действительные геометрические параметры руки робота после окончательной сборки и установки "нулей" датчиков обратных связей по положению в исходных конфигурациях звеньев руки ПР.

Рассмотрим методику аттестации геометрических параметров механи­ческой руки ПР косвенным методом [4, 6]. Метод позволяет по результатам некоторых движений или по совокупности положений рабочего органа робота, регистрируемых либо датчиками положения звеньев ПР, либо дополнительно вводимой измерительной системой, определить фактиче­ские размеры звеньев. Он базируется на линейной модели влияния погреш­ностей Да„ Ath Да,, Д|/д, (/ = 1,л) и статических уводов Д|/с = AXf/g + A|/f на

ошибки положения рабочего органа ПР.

Метод аттестации первичных ошибок изготовления, сборки манипуля­тора Да,, Дг„ Да, и привязки "нулей" датчиков положения Дуд, (і = 1,л)

основан на измерении фактического расположения рабочего органа робота относительно эталонного геометрического объекта, установленного в его рабочей зоне.

Сущность метода заключается в следующем. В рабочей зоне робота устанавливают эталонный объект с аттестованными геометрическими ха­рактеристиками. Затем в режиме ручного управления выводят рабочий орган робота до контакта с характерными точками или плоскостями объекта. В момент контакта измеряют и запоминают показания дат­чиков положения звеньев руки. По результатам измерений и номиналь­ным геометрическим параметрам руки робота путем вычислений (по формулам (3.1) прямой задачи о положении) воспроизводят "искаженные" геометрические характеристики эталонного объекта (или расстояния между характерными точками, или углы между нормалями к плоскостям объекта, или координаты характерных точек объекта в базовой системе координат робота). Далее по их невязке с аттестован­ными геометрическими характеристиками эталонного объекта вычис­ляют действительные геометрические параметры манипулятора. Эта процедура сводится к составлению и последующему решению уравнения типа

НЕВЯЗКА (Дуд* Дее,, Ath Да,-) = НЕВЯЗКА (эксперимент), (7.6)

Рис. 7.7. Системы координат ПР (XqYqZq), эталонного объекта (X^YqZq) и контроль­ного измерительного инструмента (X5Y5Z5)

левая часть которого является ана­литическим выражением для невяз­ки в функции искомых погрешнос­тей ДудЬ Да,-, Дth Да, (i = l, и), а пра­вая — представляет разность между аттестованной и соответствующей ей "искаженной" геометрической ве­личиной, рассчитанной с использо­ванием формулы (3.1).

При измерениях в качестве смен­ного рабочего органа манипулятора на п-и звене механической руки закрепляют контрольный инструмент, например измерительную головку (рис. 7.7). Выбор геометрических параметров, определяющих положение наконечника инструмента в системе координат л-го звена (координаты х„, уп, z„), является важной стадией, которая рассмотрена ниже.

Прежде чем проводить аттестацию геометрических параметров ПР, необходимо обозначить неподвижную систему абсолютных декартовых координат, связанную со стойкой робота, а также систему координат, свя­занную с л-м звеном руки (см. рис. 7.7). Фактически это сводится к назна­чению направлений осей Х0 и Хп. В л-й системе координат с высокой точ­ностью определяют положение наконечника контрольного инструмента. От оси Х0 в дальнейшем будет вестись отсчет относительного угла поворота первого подвижного звена.

Направление оси Х0 удобно выбрать таким, как показано на рис. 7.7, т. е. чтобы ось Х0 была параллельна касательной к упору на основании или проходила через любую другую характерную точку неподвижного основа­ния. Для этого надо подвести к упору подвижное звено и снять показания |/j

соответствующего датчика положения.

Информацию об измерениях можно снимать с имеющихся в конструк­ции ПР датчиков обратной связи по положению звеньев руки, а также с дополнительных датчиков перемещений смежных звеньев механической руки, устанавливаемых на время эксперимента. Установка измерительных датчиков положения непосредственно между звеньями механической руки позволяет более точно определить первичные ошибки Да,-, Дt„ Да,

(j = l, л) изготовления и сборки манипулятора, исключив из схемы изме­рений податливости и зазоры в механических передачах между датчиками положения и звеньями руки. Однако при таком способе проведения экспе­римента необходим специальный стенд, который целесообразно иметь на заводах-изготовителях ПР.