Введение к работе
Актуальность темы. Манипуляционныв механизмы (М) являются необходимой составной частью автоматизированных систем. К подобным системам предъявляются требования высокой гибкости, т.е. возможности перенастройки на выпуск различных видов продукции. Последнее означает, что Ы могут в различных процессах совершать, в соответствии с задаваемой программой, различные движения при выполнении установленных требований по быстродействию и точности. Поскольку манинуляционныэ операции составляют часть общего ь^эмени цикла обработки изделий, то сокращение длительности этих операций способствует повышению производительности оборудования в целом.
Точность и быстродействие М определяется свойствами двух его контуров. Первый - энергетический (силовой) контур, характеризуемый структурой механической части системы (собственно механизма), конструктивными (размерными, жесткостными, точностными и др.) параметрами. Второй контур - информационный (управляющий), обеспечивающий рациональное использование имеющихся энергетических ресур,ов с помощью эффективных алгоритмов управления двигателеми М.
Применительно к Н с позиционным управлением можно сформулировать следующее условие формирования энергетического и ин-, формационного контуров: обеспечить перемещение объекта из одной, позиции в другую за заданное время с заданной точностью. Последнее также подразумевает устойчивое удержание объекта в заданной позиции в т.ч. при воздействии различного вида силовых возмущений.
Таким образом, является актуальной задача исследования способов повышения быстродействия и точности Ы, основанные на
3.
расширении возмохностей как энергетического, так и информационного контуров.
Цель работы. Разработка способов повышения точности и быстродействия манипуляционных механизмов совершенствованием силового контура и эффективным использованием возмохностей системы управления.
Методы исследования. В диссертации использовались методы теории механизмов и машин, методы теории автоматического управления, компьютерное моделирование и экспериментальные методы.
Достоверность полученных результатов базируется на строгом и обоснованном использовании математических методов механики и теории управления, а также на сравнении теоретических выводов с результатами моделирования и эксперимента.
Научная новизна. Получены новые результаты в области динамики и управления М с пневмо- и электромеханическими приводами:
-исследованы особенности применения к электромеханическим приводам оптимального по быстродействии алгоритма управления; предложены модификации алгоритма, в том числе для двухподвиж-ного М, где проявляется динамическое взаимовлияние звеньев; -получены динамические и точностные показатели для пневматического исполнительного механизма с дополнительной степенью подвижности; определены предельные возможности данной схемы; -получены динамические и точностные характеристики наблюдателя состояния, сопоставлены его возможности с другими программными способами получения недостающих фазовых координат.
Практическая ценность. Разработан пневматический исполнительный механизм с дополнительной степенью подвижности, обеспечивающий повышенную точность отработки позиции и даны реко-
4.
мендации по выбору параметров. Практически реализован алгоритм оптимального управления электромеханическими приводами М. Новые технические решения защищены авторскими свидетельствами.
Реализация работы. Полученные результаты подтверждены испытаниями промышленного робота SXKE-600 и могут использоваться для повышения быстродействия и точности разрабатываемых М.
Апробация работы. Основные материалы работы докладывались и обсуждались на:
-VI Всесоюзном симпозиуме по пневматическим (газовым) приводам и системам управления. Москва - Тула, 1991; -Всесоюзном совещании по пневмогидроавтоматике и пневмоприводу. Москва, 1990;
-Республиканской научно-практической конференции "Автоматизация машиностроительного производства с применением промышленных роботов и роботизированных технологических комплексов". Москва, 1989 г
-ХПІ Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов НПО "НИИТАвтопром" Москва, 1989 г.
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в девяти печатных трудах.
Структура и объем диссертации, диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы (52 наименований) и приложения. Работа изложена на 131 странице машинописного текста, включая 62 рисунка.