Применение электропривода для демпфирования упругих колебаний исполнительных механизмов сбалансированных манипуляторов

• Автор: Хасамбиев, Ибрагим Вахаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1. ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ-ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
СИСТЕМ СБАЛАНСИРОВАННЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ
1.1 Особенности применения сбалансированных манипуляторов с электромеханическим приводом при автоматизации производственных процессов'
1.2. Существующие подходы к построению и реализации электроприводов сбалансированных манипуляторов
1.3. Особенности реализации систем управления электроприводов сбалансированных манипуляторов
1.4. Перспективные системы управления электроприводов сбалансированных манипуляторов
1.5. Возможные подходы и способы реализации современных измерителей усилий в элементах механизмов сбалансированных манипуляторов
1.6. Постановка задачи исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СБАЛАНСИРОВАННЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ ПРИ УЧЁТЕ УПРУГОСТИ ИХ МЕХАНИЗМОВ
2.1. Методика определения кинематики и нагрузок приводов сбалансированных манипуляторов
2.2. Выбор силовой части электроприводов сбалансированных манипуляторов
2.3. Разработка математической модели механической части сбалансированных манипуляторов при учёте упругости их механизмов
2.4. Получение обобщенной математической модели электромеханической
системы сбалансированных манипуляторов
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СБАЛАНСИРОВАННЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ С УЧЁТОМ УПРУГОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ
3.1. Анализ процессов в электромеханической системе с упругими связями сбалансированных манипуляторов по управляющему воздействию
3.2. Обоснование рациональной структуры систем регулирования электроприводов сбалансированных манипуляторов
3.3. Оптимизация силовых взаимодействий в электромеханических системах сбалансированных манипуляторов при пассивном демпфировании электроприводом упругих колебаний механизмов
3.4. Исследование систем активного ограничения динамических нагрузок и демпфирования электроприводом упругих колебаний скорости исполнительных устройств сбалансированных манипуляторов
3.5. Исследование влияния изменения параметров механической части сбалансированных манипуляторов на демпфирующие возможности
их электроприводов
Выводы
4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СБАЛАНСИРОВАННЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ ПО
4.1 Создание макета системы вертикальных перемещений
сбалансированного манипулятора
4.2 Экспериментальная проверка рекомендаций по реализации пассивного способа демпфирования упругих колебаний механизмов сбалансированного манипулятора
4.3 Экспериментальная проверка рекомендаций по реализации системы активного демпфирования упругих колебаний
исполнительных устройств сбалансированного манипулятора
4.4 Разработка рекомендаций по созданию систем электроприводов, обеспечивающих эффективное демпфирование упругих колебаний
исполнительных устройств сбалансированных манипуляторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Появление нового класса машин - сбалансированных манипуляторов (СБМ) - стало логическим этапом в процессе совершенствования средств'механизации производства. Такие манипуляторы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными грузоподъемными машинами на операциях загрузки и разгрузки технологического оборудования, обеспечивают более высокую производительность труда и позволяют автоматизировать выполнение основных и вспомогательных технологических операций в литейных, механических, сборочных и других производствах. СБМ'позволяют механизировать ручной труд на многих операциях, где применение традиционных грузоподъёмных средств оказывается невозможным или экономически неоправданным. При' этом они дополняют и расширяют области применения промышленных, роботов, повышают эффективность автоматизации технологических процессов и комплексов с использованием микропроцессорных средств управления.
В мировой практике нашли применение СБМ с электромеханическим, пневматическим и гидравлическими приводами. Манипуляторы с электромеханическим и пневматическим приводами примерно с равным успехом используют для перемещения грузов массой до 150 кг. Для перемещения более тяжелых грузов (массой до 500 кг) применяются в основном манипуляторы с электроприводом, а для грузов массой 500...2500 кг - преимущественно манипуляторы с гидравлическим приводом [1].
Для перемещения грузов массой от 100 кг до 250 кг наибольшее распространение получили манипуляторы с электроприводом. Они удобны в обслуживании и практически не требуют специальной подготовки операторов для их эксплуатации. Эти манипуляторы можно применять не только в условиях промышленных предприятий, но и там, где отсутствует или затруднен подвод любой энергии, кроме электрической. Манипуляторы рассматриваемого вида также целесообразно применять для выполнения погрузочно-разгрузочных работ в сельском хозяйстве, строительстве, торговле и в сфере обслуживания.

вым блоком. При-воздействии внешних возмущений в упругой механической передаче возникают динамические колебательные процессы, вследствие чего максимальные значения нагрузок могут в несколько раз превышать среднее значение. Поэтому для уточненных оценок динамических нагрузок ЭП необходимо учитывать влияние упругих связей.
Рабочий процесс СБМ состоит из перемещений рабочего органа машины по требуемым пространственным траекториям, остановки его в любой требуемой точке обслуживаемого пространства и производства манипуляций рабочим органом, предусмотренных конкретной технологией. Постоянное участие оператора позволяет осуществлять эти операции без непрерывного автоматического контроля положения рабочего органа машины, так как этот контроль осуществляется самим оператором на основе получаемой им зрительной информации. При этом для осуществления процесса управления оператор должен иметь возможность воздействием на органы управления задавать направление и скорость перемещения рабочего органа по соответствующим пространственным координатам.
2.2. Выбор силовой части электроприводов сбалансированных манипуляторов
С учетом рассмотренных особенностей работы СБМ ЭП, осуществляющий заданные перемещения, должен отвечать следующим требованиям:
- обладать достаточным быстродействием при изменениях скорости и обеспечивать регулирование скорости в диапазоне, необходимом оператору для успешного управления пространственными перемещениями рабочего органа с требуемой точностью;
- обеспечивать надежное ограничение момента и тока двигателя допустимыми значениями как в переходных процессах пуска и торможения, так и при механических перегрузках;
- обеспечивать ограничение динамических нагрузок механического оборудования, обусловленных наличием упругих связей, зазоров в передачах и сочленениях рабочего оборудования и периодических возмущений, вызываемых кинематическими погрешностями передач.