Робототехнической комплекс для гравировки-фрезеровки

Робототехнической комплекс (РТК) выполняет автоматизированную гравировку-фрезеровку шильдиков размером 40x60x2 мм. и весом 2-10 гр., но может быть настроен на работу с заготовками большего размера и веса (до 100 гр.).

Концепция использования

Оператор комплекса (специалист ОТК или главный конструктор) выполняет отправку заданий на гравировку, вводя в веб-интерфейс информацию о содержании полей данных, наносимых на шильдик. После ввода информации создаётся спецификация задачи и отправляется в очередь задач управляющей программы РТК и осуществляется гравировка (подробный алгоритм которой изложен в разделе "Алгоритм работы").

Типы шильдиков и наборы полей данных

Тип устройства	Перечень параметров
Насос общепромышленный	Наименование, Q - подача, n - частота оборотов, H - напор, m - масса, P2 - мощность, T - диапазон температур, Дата производства, Заводской номер
Насос взрывозащищённый (Ex)	Наименование, Q - подача, n - частота оборотов, H - напор, m - масса, P2 - мощность, T - диапазон температур, Дата производства, Заводской номер, Диапазон ta в градусах цельсия
Насосная установка	Наименование, Q - подача, H - напор, m - масса, P - мощность, Кол-во насосов, Дата производства, Заводской номер
Шкаф управления	Наименование, Iоб, Iсум, IP, Кол-во электродвигателей, Дата производства, Заводской номер

Состав системы

1. Робот-манипулятор Robossembler Arm 6-DoF с вакуумным захватным устройством и камерой на запястье
2. Компьютер x64-совместимый с графическим ускорителем
3. Станок фрезеровки или лазерной гравировки
4. Кондуктор для размещения необработанных заготовок в станке
5. Приспособление для хранения заготовок шильдиков
6. Набор соединительных кабелей для CAN-шины и источника питания
7. Источник питания 24В, 15А
8. CAN-USB приёмопередатчик
9. Место укладки обработанных шильдиков

Программное обеспечение

1. Robossembler Framework
2. Robossembler Arm: ROS 2 driver & Robot description
3. Генератор векторных изображений чертежей шильдиков из текстовых описаний
4. Преобразователь векторных изображений в GCode или иной формат, который поддерживает станок
5. Модуль интеграции ROS 2 и ПО CNC/Graver
6. Веб-интерфейс для отправки заданий на гравировку

Алгоритм работы

Управляющая программа построена на базе ROS 2 Jazzy и представляет собой дерево поведения из следующих основных компонентов:

Узел обработки заданий на гравировку

• принимает от пользователя через пользовательский интерфейс данные об изделии, которые требуется наносить на шильдик
• формирует очередь задач
• для каждой из задач запускает навык гравировки
• отправляет в пользовательский вывод информацию о статусе завершения работы
• возвращается к очереди

Поддерево исполнения навыка гравировки

• обнаружить требуемый шильдик
• добраться до шильдика и захватить
• установить шильдик в кондуктор в станке
• вернуться в предопределённую безопасную позицию
• отправить команду на исполнение станком гравировки
• дождаться сигнала от станка о выполнении гравировки
• добраться до шильдика в станке и захватить
• переместить в зону с готовыми шильдиками
• вернуться в начало

Набор условий безопасности, позволяющий к экстренном режиме перейти в состояние аварийного останова

• аварийный рубильник
• предельные таймауты для каждой задачи (если задача не решена за N секунд, то вызывать оператора)
• машинное зрение для контроля выполнения задачи (например, контроль захвата шильдика, отрыв заготовки в процессе перемещения)
• перечень действий оператора для устранения неполадок

Документация

1. Инструкция оператора РТК
2. Элекрическая схема установки
3. Руководство по настройке и эксплуатации РТК
4. Конструкторская документация на аппаратный комплекс
5. Исходные коды программ