Разработка и исследование модулей промышленных роботов с позиционными пневмоприводами

• Автор: Григорьев, Николай Станиславович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 283 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕХАНИКИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ ПР С ПНЕВМОПРИВОДОМ . II

1.1. Цикловые пневмоприводы ПР

1.2. Позиционные пневмоприводы ПР. . .

1.3. Следящие пневмоприводы ПР

1.4. Выводы и основные задачи исследования

2. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ МОДУЛИ С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ, ЗАМЫКАЩИМИСЯ

НА ЭТАПЕ ТОРМОЖЕНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ.

2.1. Построение математической модели позиционного пневматического модуля ПР

2.2. Нагрузочная характеристика позиционного пневмопривода. .

2.3. Построение линейной математической модели

2.4. Исследование процесса позиционирования пневмопривода . .
2.5. Воспроизведение заданного закона торможения
2.6. Выводы.
3. МОДУЛИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ С ПОЗИЦИОННЫМ И СЛЕДЯЩИМ РЕЛЕЙНЫМ ПНЕВМОПРИВОДОМ ВИБРАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ И АВТОКОЛЕБАНИЯМИ ПО ДАВЛЕНИЮ.
3.1. Построение математической модели релейного пневмопривода вибрационного действия с автоколебаниями по давлению . .
3.2. Исследование контура с обратной связью по давлению . . .
3.3. Исследование устойчивости релейного пневмопривода по медленной составляющей методом Дразбиения и по логарифмическим амплитуднофазочастотным характеристикам . . .
3.4. Исследование качества регулирования релейного следящего пневмопривода ПР
3.5. Исследование точности позиционирования и отслеживания
8 1 1
релейной следящей системы . . . . .
3.5.1. Анализ периодического решения контура давления при петлевой релейной характеристике
3.6. Анализ следящего режима работы релейного пневмопривода при отработке медленного задающего сигнала
3.6.1. Полоса пропускания замкнутой системы .
3.6.2. Анализ точности системы по коэффициентам ошибок .
3.6.3. Комбинированное управление релейным пневмоприводом
3.6.4. Расчет полосы пропускания замкнутой системы .
3.6.5. Расчет коэффициентов ошибок .
3.7. Выводы.
4. ПОЗИЦИОННЫЕ И СЛЕДЯЩИЕ МОДУЛИ С ШИРОТНОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ УПРАВЛЯЮЩЕГО СИГНАЛА
4.1. Построение математической модели пневмопривода с широтноимпульсным управлением ШИМ. .
4.2. Условия существования одночастотных вынужденных колебаний .
4.3. Анализ устойчивости системы при медленно изменяющемся задающем воздействии.
4.4. Анализ качества регулирования по переходной характеристике .
4.5. Исследование точности позиционирования и чувствительности следящего пневмопривода с ШИМ при налачии сил сухого трения
4.6. Коррекция позиционной точности пневмопривода с ШИМ. .
4.7. Анализ следящего режима работы пневмопривода с ШИМ
при отработке медленного задающего сигнала
4.8. Выводы .
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ С ПНЕВМОПРИВОДОМ
5.1. Описание экспериментальной установки и определение
ее параметров.
5.2. Исследование пневматического модуля с обратными связями, замыкающимися на этапе торможения и позиционирования
Выводы
5.3. Исследование модуля ПР с релейным пневмоприводом . .
Выводы.
5.4. Экспериментальное исследование пневмопривода с ШИМ. .
Выводы. . . . .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Одним из основных позиционных пневмоприводов ПР является привод, оснащенный фрикционным устройством торможения и позиционирования ФУТП, создающим силу трения достаточную для останова и удержания РО в заданной точке. При этом давления в полостях пневмоцилиндра обычно уравниваются путем соединения полостей между собой, с магистралью либо с атмосферой I 3. На рис. ФУТП, в котором торможение и позиционирование осуществляется колодочным тормозом поступательного типа с мембранным пневмоприводом Г I. Замыкание тормоза происходит при подаче сжатого воздуха в мембранную полость 2 через распределитель 4 по достижении штоком пневмоцилиндра I заданных конечными выключателями 3 точек позиционирования. Одновременно с включением тормоза пневмораспределитель 5 переводится в среднюю позицию и полости пневмоцилиндра соединяются с атмосферой. Основной недостаток привода состоит в том, что тормозное усилие, создаваемое на штоке, приводит к быстрому износу последнего. Точность позиционирования невысокая изза нестабильности силы трения, давления питания и времени срабатывания пневмораспределителей. Рис. I 3 I и др. Для повышения плавности останова РО применяются пневмоприводы с принудительным торможением Г , 2 I. Система позиционирования включает задемпфированное фрикционное устройство, которое осуществляет торможение и останов РО. Широкое распространение в системах позиционирования пневмо приводов ПР получают в настоящее время электромагнитные устройства. Так, например, все приводы робота I2 фирмы I ФРГ представляют собой комбинации силовых пневмоприводов с фрикционными электромагнитными устройствами торможения и позиционирования I 3 3. На валу двигателя установлен электромагнитный тормоз, удерживающий нагрузку в статическом положении и регулирующий скорость подхода к заданной позиции. Угол поворота определяется импульсным датчиком путем считывания меток с укрепленного на валу двигателя диска. Фирма выпускает три типоразмера элементов, из которых могут быть собраны различные агрегатные конструкции приводов I . В пневмоприводах с ФУТП особые требования предъявляются к величине тормозного момента или усилия. Их нельзя чрезмерно уменьшать, так как при этом увеличиваются время и путь торможения. В свою очередь, чрезмерное увеличение их приводит к возрастанию динамических нагрузок, ухудшению плавности работы и ограничено прочностными характеристиками манипуляционной системы ПР. Разброс времени срабатывания ФУТП, нестабильность сил трения и непостоянство скорости в начале торможения понижает точность позиционирования РО. В настоящее время широкое распространение получили дискретные способы позиционирования. Дискретные приводы, управляемые обычно по разомкнутому контуру, допускают позиционирование РО в небольшом числе промежуточных точек и находят все более широкое применение в высокоточных универсальных и специализированных ПР. Такие преимущества дискретных приводов, как простота согласования с управляющей ЭВМ и быстрота перепрограммирования, повышают функциональную и технологическую гибкость ПР и позволяют использо вать их для выполнения более сложных операций, таких, например , как кассетирование, сборка, укладка, штабелирование и т. В зависимости от принципа построения исполнительного устройства или системы пошагового позиционирования дискретные приводы можно классифицировать на цифровые и шаговые шаговоимпульсные. Цифровые ПП позиционеры чаще всего применяются в ПР, предназначенных для выполнения более сложных технологических задач , требующих позиционирования РО во множестве промежуточных точек , расположенных друг от друга на целое число дискрет шагов. Эти приводы позволяют улучшить точностные, скоростные и эксплуатационные характеристики ПР. Исследованию цифровых пневмоприводов посвящены работы 3, , , , , , , , 0 3. Общим недостатком для позиционеров с фрикционными устройст вами торможения и позиционирования и цифровых пневмоприводов яв ляется то, что следующая возможная точка позиционирования нахо дится на некотором расстоянии от предыдущей и определяется для цифровых ПП величиной младшего разряда, а для ПП с ФУТП време нем срабатывания тормозного устройства. Этого недостатка лишены следящие пневмоприводы.