Операционные автоматы технологических комплексов пространственных перемещений с электроприводом прямого действия

• Автор: Осипов, Юрий Мирзоевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 275 с. : ил.

Томский политехнический университет
УДК 62-83:
на правах рукописи
ОСИПОВ Юрий Мирзоевич
ОПЕРАЦИОННЫЕ АВТОМАТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
специальность: 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (в промышленности )
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники РФ, академик АНН РФ, д-р техн. наук, профессор Обрусник В.П.
Томск

РЕФЕРАТ Всего 275 с., 49 рис., 5 табл.,139 источников, 4 прил.
ОПЕРАЦИОННЫЙ АВТОМАТ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, ЭЛЕКТРОПРИВОД ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ(ЭППД), НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ РЕДУЦИРОВАНИЕ, УРАВНОВЕШИВАНИЕ ПОДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ДОПУСТИМАЯ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ НЕУРАВНОВЕШЕННОСТЬ, СИММЕТРИЧНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, ЗНАЧИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
Объектом исследования являются высокопроизводительные и высокоточные операционные автоматы нового типа для технологических комплексов пространственного перемещения (ТКПП), эксплуатируемые в условиях возмущений: качек, вибраций, ударов.
Целью диссертационной работы является создание научно-методических основ проектирования, изготовления и эксплуатации операционных автоматов на основе ЭППД, совершающих в широком диапазоне скоростей точные и сложные пространственные манипуляции инструментом или изделием в технологических комплексах пространственного перемещения различного назначения.
Синтезированы структуры и математические модели уравновешенных однокоординатных и многокоординатных операционных автоматов с ЭППД, исследованы их допустимая неуравновешенность, запасы устойчивости, точностные характеристики и быстродействие, взаимное влияние ЭППД координат, построена их классификация. Обоснована концепция симметричной технологической среды, позволяющая создать двурукий операционный автомат для ГПМ с производительностью в два раза более, чем у традиционных комплексов. Технологическое прогнозирование на основе показателя «значимость технического решения» позволило создать схемоконструкторские решения с высоким качеством.
Разработаны, изготовлены и испытаны опытные образцы ТКПП.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. Общая характеристика работы
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ
АВТОМАТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
1.1. Операционные автоматы ТКПП
1.1.1. Характеристика операционных автоматов как исполнительных объектов автоматизированной системы
1.1.2. Проблемы создания операционных автоматов ТКПП
1.1.3. Концепции построения операционных автоматов
ТКПП нового типа
1.2. Технологическое прогнозирование операционных автоматов ТКПП нового типа на основе показателя «значимость технического решения»
1.2.1. Особенности и методы технологического прогнозирования
1.2.2. Метод определения конкурентоспособности
операционного автомата на основе показателя «значимость технического решения»
1.3. ВЫВОДЫ

Эти возмущающие воздействия характеризуют нестационарность среды, в которой происходит технологический процесс, поэтому автором здесь и дальше в диссертации будет применяться термин «нестационарная технологическая среда».
Вышеизложенные требования в ТКПП с операционными автоматами на основе редукторного электропривода, в большей части, не выполняются. Если операционные автоматы выполняют требования по точности, то не отличаются высоким быстродействием, если выполняют требования по быстродействию, то не отличаются высокой точностью. В известных ТКПП с безредукторными операционными автоматами если выполняются требования по точности и быстродействию, то они не работоспособны на подвижном основании, в условиях нестационарной технологической среды. И, наконец, практически все существующие технические решения этой наукоемкой проблемы, по крайней мере в отечественном производстве, не отвечают требованиям конкурентоспособности по высокому качеству при минимальной стоимости.
На Международном симпозиуме по промышленным роботам [75], состоявшимся 11-13 сентября 1985 г. в Японии, центром внимания стало заседание, посвященное манипуляторам с приводом прямого действия (Direct Drive - DD ) . Четыре из пяти сообщений на этом заседании были посвящены разработке таких манипуляторов. Перемещать непосредственно электромагнитными силами, без промежуточных передач, то, что надо, и туда, куда нужно, - задача, решение которой позволяет создать, простой в эксплуатации операционный автомат на основе ЭППД , характеризуемый отсутствием промежуточных механизмов между электродвигателем и РО. Развитие электронной и микропроцессорной техники, появление новых магнитных и электротехнических материалов, новых технологий в электромашиностроении раскрывает