2 / 14
А.Г. Лесков, В.В. Илларионов, И.А. Калеватых
58
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4
координаты и координаты точек поверхности объекта. Полученная от СТЗ ин-
формация используется для планирования и последующего осуществления опе-
рации автоматического захвата объекта.
Этапами выполнения такой операции
являются: синтез захвата, планирование траекторий и последующее перемеще-
ние манипулятора и его схвата (т.е. движение из исходного положения к объек-
ту и его захват). Алгоритмы операций захвата достаточно формализованы, что
позволяет реализовать их в полностью автоматическом режиме. В [1] описаны
алгоритмы планирования захвата объектов, а также представлен аппаратно-
программный комплекс (АПК), на котором реализованы эти алгоритмы, и по-
казан ряд операций захвата, выполняемых реальным МР.
Однако этих алгоритмов недостаточно в случаях, когда требуется не просто
захватить объект, но и совершить с ним определенные действия. В общем слу-
чае содержание и характер этих действий заранее неизвестен и может быть са-
мым разнообразным.
Решить подобную задачу на инженерном уровне можно, если планируемую
траекторию разделить на несколько участков. Тогда при выполнении операций
типа захвата планирование выполняется автоматически, а при выполнении дей-
ствий с объектом планирование перемещений нужно осуществлять не в автома-
тическом режиме, а путем показа этих действий оператором.
В настоящей работе предложен один из способов показа в пространстве
виртуальной сцены, сформированной с помощью СТЗ. Инструментом для пока-
за служат средства машинной графики. Авторами разработаны соответствую-
щие алгоритмы и программное обеспечение (ПО). В качестве примера рассмат-
ривается операция открывания клапана сумки на магнитной защелке. Операции
подобного рода возникают при выполнении производственных задач промыш-
ленными роботами (ПР), в быту, а также при обследовании неизвестных объ-
ектов.
Объект манипулирования и манипуляционная операция.
Фотография
сумки приведена на рис. 1,
а
. Сумка жестко зафиксирована с помощью специ-
ального приспособления. Положение, ориентация и габаритные размеры сумки
относительно робота заранее неизвестны.
Операция выполняется на экспериментальной установке (рис. 1,
б
), пред-
ставляющей собой АПК [1], в составе которого ПР Kawasaki FS03N, оснащенный
схватом Schunk WSG 50 и СТЗ на базе датчиков глубины семейства Prime
Sense —Microsoft Xbox Kinect 360.
Средства человеко-машинного интерфейса АПК позволяют формировать
на экране монитора сцену, содержащую 3D-изображения ПР, схвата и объекта
манипулирования (ОМ). Расположение ПР, схвата и ОМ на виртуальной сцене
соответствует их расположению в рабочей зоне, а размеры пропорциональны
их реальным геометрическим параметрам (рис. 2). Изображение МР формиру-
ется на основании показаний датчиков положения робота, изображения ОМ и
других объектов сцены — по данным СТЗ.