Пневмогидравлическая система управления адаптивным пневмогидравлическим роботом

Пневмогидравлическая система управления адаптивным пневмогидравлическим роботом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение предназначено для управления адаптивными промышленными пневмогидравлическими роботами, например, по патентам RU №2208513 С2 - консольного исполнения и №2224637 C1 - портального исполнения, и может использоваться для управления адаптивными роботами как отдельными единицами технологического оборудования в серийном, мелкосерийном и единичном производстве, так и в качестве локальной системы управления в роботизированном производстве в качестве ГРПМ (гибкого роботизированного промышленного робота), через пневмоэлектрические датчики связанной с системой управления более высокого уровня.

Известны системы управления промышленными роботами с программным управлением при использовании достижений электроники, описанные, например, в работе «Управляющие системы промышленных роботов (автоматические манипуляторы и робототехнические системы)». Москва, Машиностроение, 1994 г., 288 стр., а также глава 3 в альбоме «Промышленные роботы в машиностроении» под редакцией Ю.М.Соломенцева. Москва, Машиностроение, 1987 г., 140 л., содержащие жесткопрограммную, энергетическую часть, систему запоминания и воспроизведения программ, имеющую синусно-косинусные, путевые и иные датчики положения рабочего органа в пространстве робота.

Недостатком таких систем является, во-первых, их дороговизна и, во-вторых, недолговечность из-за старения печатных плат, магнитных записывающих и считывающих головок, гарантийный срок службы которых 6 лет. Применение жесткопрограммного управления промышленными роботами требует дорогостоящей модернизации производства, чтобы повысить точность базирования частей - изделия в поточных линиях по всем технологическим переделам, без чего роботы работают «невпопад».

Системы программного управления требуют инженерного обслуживания, что увеличивает стоимость их использования. В особый период, когда применяется ракетно-бомбовое оружие, специально предназначенное для выведения из строя электроники, блоки управления на их основе полностью выходят из строя.

Предлагаемая пневмогидравлическая система управления адаптивными пневмогидравлическими роботами не имеет этих недостатков.

Техническим результатом использования пневмо- и гидроавтоматики без посредничества электроуправления является повышение надежности и долговечности адаптивных роботов по сравнению с роботами, имеющими электронные системы программного управления.

Технический результат достигается за счет того, что пневмогидравлическая система управления адаптивным пневмогидравлическим роботом включает следящую и стабилизирующую систему скорости хода технологического инструмента рабочего органа, блок логической пневмоавтоматики, блок пневмогидравлической логики и энергетический блок, при этом следящая и стабилизирующая система скорости хода технологического инструмента рабочего органа выполнена в виде системы угловых пневмомуфт и фазовых синусно-косинусных гидрорезольверов на четырех приводных осях гироскопа, включающих главную гироскопическую ось «чистого вращениям, ось нутаций, ось прецессий и ось манипулирования нормалью технологического инструмента к касательной волнового изгиба траектории слежения, а также в виде двух блоков главных и вспомогательных щупов и пневмодатчиков с двух сторон по ходу слежения технологического инструмента, снабженного приводом рабочей подачи и дополнительного отвода от изделия, блок логической пневмоавтоматики выполнен в виде трех пневмоблоков первого уровня управления, включающих первый пневмоблок контурного слежения (А1), второй глобулярного слежения (А2) и третий жесткопрограммного пневмоуправления (A3), блок пневмогидравлической логики выполнен в виде трех пневмогидроблоков первого уровня управления, включающих логический пневмогидроблок управления линейными гидроприводами (Г1), пневмогидроблок управления поворотными гидроприводами гироскопа (Г2) и пневмогидроблок двухтактного импульсного пневмогидравлического насоса в замкнутой системе высокого гидродавления (ИН), а энергетический блок включает блок трехфазного электропитания технологического инструмента, блок тиристорного контактора, блок таймеров, блок подготовки с фильтрацией и влагоотделением сжатого воздуха, газов и подачи охлаждающего компонента, при этом блок логической пневмоавтоматики связан с блоком пневмогидравлической логики и энергетическим блоком, который соединен с технологическим инструментом.

Следящая и стабилизирующая система скорости хода технологического инструмента рабочего органа содержит четырехлинейные и шестилинейную угловые пневмомуфты, выполненные в виде золотника с кольцевой канавкой, разделенной двумя перегородками, причем одна полукольцевая канавка соединена с линией питания сжатым воздухом, просверленной вдоль оси золотника, а вторая - выведена в атмосферу, при этом третья и четвертая линии четырехлинейной пневмомуфты образованы входом и выходом сквозного отверстия в корпусе золотника, у шестилинейной пневмомуфты кольцевая канавка золотника разделена двумя перегородками под прямым углом к центру кольцевой канавки, короткая часть которой соединена с линией питания сжатым воздухом, а длинная - с линией, выведенной в атмосферу, в ее корпусе выполнены два взаимно перпендикулярных сквозных отверстия, которые попарно соединены с входами двух пневмоклапанов ИЛИ, при этом на главной гироскопической оси «чистого вращения» установлены две четырехлинейные пневмомуфты (Мх)19 и [Mz(y)]20, перегородки канавок золотников которых взаимно перпендикулярны, а отверстия корпусов золотников - параллельны, а на остальных гироскопических осях - по одной (Мω18), (Мα22) и (Мβ)23, с перегородками канавок золотников, ориентированными в начальном положении по осям декартова пространства, причем вертикальной его плоскостью, перпендикулярной фронтальной плоскости, короткая канавка золотника шестилинейной пневмомуфты (Мз)21, задающей меридиональные или широтные направления слежения, симметрично разделена.

В блоке логической пневмоавтоматики один пневмоблок А1 первого уровня управления снабжен двумя пневмоблоками второго уровня управления - пневмоблоком (Б1) контурных рокировок поперечных подач на продольную следящую, формирования знака (±) пневмосигналов контурных поворотов главной оси «чистого вращения» гироскопа и связи с энергетическим блоком включением таймеров и пневмоблоком (Б2) формирования пневмосигналов контурного управления знаком (±) хода линейных гидроприводов, пневмоблок А2 первого уровня управления снабжен также двумя пневмоблоками второго уровня управления - пневмоблоком (Б3) глобулярного манипулирования нормалью технологического инструмента и быстрого реагирования на геометрические возмущения и пневмоблоком (Б4) формирования пневмосигналов знака (±) догоняющего поступательного «скольжения» главной гироскопической оси (11) «чистого вращения» для минимизации рассогласования ее параллельности нормали технологического инструмента прецессиями в широтном и нутациями в меридиональном направлении и подключения к доминантности одного из двух взаимно перпендикулярных линейных гидроприводов третьего - гидропривода-корректора - пространственного склонения хода рабочего органа, а третий пневмоблок A3 первого уровня управления снабжен тремя пневмоблоками второго уровня управления - пневмоблоком (Б5) путевых пневмоклапанов контроля ходов линейных и поворотных гидроприводов, счетным пневмоблоком (СБ) и пневмопультом (ПУ) ручного наладочного и автоматического управления приводами робота, в том числе при сервисном обслуживании технологического инструмента, и рабочим пультом РП управления пневмоцилиндром поперечной подачи робота консольного исполнения в предварительное рабочее положение.

В блоке пневмогидравлической логики логический пневмогидроблок (Г1) первого уровня управления снабжен двумя пневмогидроблоками второго уровня управления - стартстопным пневмогидроблоком (Б6) перемены знака (±) направления хода линейных гидроприводов и двухскоростным, двухфронтальным пневмогидроблоком (Б7) автоматического регулирования соотношения величин и градиентов доминантного, дополнительного и корректирующего векторов в прямоугольной и параллелепипедной векторной системе скоростей трех взаимно перпендикулярных линейных гидроприводов, двухскоростного их переключения то на технологическую «медленную», то на маршевую «быструю» скорость холостых ходов, в том числе при мгновенном схемном «заимствовании» в другой фронтальности антиударных рокировок идентичных градиентов для подключения вектора большой косинусной скорости на отдергивание технологического инструмента в случае опасного его сближения с изделием.

В пневмоблоке А1 пневмоблок Б1 контурной рокировки поперечных подач на продольную следящую, формирования знака (±) пневмосигналов контурного поворота главной оси «чистого вращения» гироскопа и связи с энергетическим блоком снабжен пятью клапанами «И», входы которых связаны с шестью выходами пневмодатчиков, содержащих блоки щупов, реагирующих на геометрические перемены траектории слежения «с горки» и «на горку» по ходу технологического инструмента - один (И2), формирующий пневмосигнал подачи «поперечно впереди, второй (И2), формирующий пневмосигнал подачи «продольно» и оба, через пневмоклапаны ИЛИ, формирующие поправку «медленно», связи с гидроблоком Г1 (Б7) и с пневмоблоком Б2, третий (И3) и четвертый (И4) пневмоклапаны, формирующие в нечетном и четном полуциклах пневмосигнал «быстро назад» при диагональном рассогласовании совместно включенной пары пневмодатчиков щупов при встрече с впадиной траектории слежения и пневмосигнал на контурный поворот главной гироскопической оси в сторону «провалившегося» «с горки» впереди идущего щупа и пятый - блокировочный пневмоклапан (И5), формирующий при попадании технологического инструмента в угол по линии биссектрисы при ходе «на горку» пневмосигнал «быстро назад» и на поворот той же главной гироскопической оси в сторону, определяемую направлением слежения за счет изменения положения пневмотриггера 5/2, переключаемого пневмокомандами «нечет» или «чет», систему пневмоклапанов ИЛИ, к которой подключены пневмоблоки четвертого уровня управления: пневмоблок (Е1) переключений системы управления с вертикальной фронтальной плоскости XOZ на горизонтальную XOY и (Е2) - с XOY на XOZ, входы которых связаны с выходами жесткопрограммного пневмоблока Б5 для автоматической переналадки фронтальности и с выходами пульта управления ПУ, а также пневмоблок (Е3) автоматического переключения таймеров с первого электрореле времени, настроенного на один режим работы рабочего органа, на второе электрореле времени, настроенное на другой технологический режим через пневмотриггер (П3) и пневмоэлектрические датчики ПЭД1 и ПЭД2, переключаемые от Б5 пневмокомандами перемены фронтальности системы управления, и снабжен пневмоклапанами включения-выключения двухтактного импульсного пневмогидравлического насоса (ИН) в режиме «автомат» или «наладка» с пульта (ПУ) и включения питания сжатым воздухом блоков щупов и угловых пневмомуфт.

Пневмоблок второго уровня управления Б2 снабжен тремя пневмоблоками третьего уровня управления - первым (В1) цикловых рокировок соучастия и знака (±) направления контурного хода линейных гидроприводов в зависимости от фазового положения угловых пневмомуфт (Мх) 19 и [Mz(y)j 20 на главной оси «чистого вращениям гироскопа, вторым (В2) - автоматической и ручной полуавтоматической переналадки рабочего положения линейных гидроприводов и третьим (В3), состоящим из трех пар пневмоклапанов ИЛИ - вывода с выходов от первых двух пневмоблоков В1 и В2 пар пневмосигналов к логическому пневмогидроблоку Г1.

В пневмоблоке второго уровня управления Б2 пневмоблок третьего уровня управления В1 цикловых рокировок соучастия и знака (±) направления контурного хода линейных гидроприводов в зависимости от фазового положения угловых пневмомуфт содержит пневмотриггер К7 и пневмоклапан К8, а также два распределительных двузначных тандема золотников (- 4/2+4/2) РТ1 и РТ2, управляемых один пневмокомандами «поперечно-продольно», а другой - пневмокомандами перемены фронтальности и снабжен блоками золотников - одним (4/2×2) Бз3 и вторым - (4/2×3) Бз4; к правым торцам тандема золотников (-4/2+4/2)РТ1 и блока золотников (4/2×3) Бз3 параллельно подключены линия 77 «продольно» от пневмоблока Б1 и от него же линия 76 «вперед» параллельно к левым торцам блока золотников (4/2×2) Бз3 и пневмотриггера К7, к правому торцу которого подключена линия 78 «назад» от того же пневмоблока Б1 и обе линии «вперед» и «назад» поданы на входы первого пневмоклапана ИЛИ (ИЛИ 31), выход которого в линию «поперечно» подключен к пневмоблоку Б4 и к левому торцу тандема золотников (-4/2+4/2) РТ1, при этом выходы угловых пневмомуфт подключены к левым входам обоих золотников тандема РТ1 от [Mz(y)] 20, а к правым входам обоих золотников тандема РТ1 от (Мх) 19, при этом параллельно к линии управления пневмоклапана 4/2 К8 отведена линия выхода 44 пневмомуфты [Mz(y)] 20, а к входам пневмоклапана К8 присоединена пара линий от пневмоблока Б4 подключения глобулярного дополнительного привода Y к доминантному приводу во фронтальной плоскости XOZ, и во фронтальной плоскости XOY - подключения дополнительного привода Z; входы пневмоклапана И11 присоединены к линии «четно» от счетного пневмоблока СБ и к линии 77 «продольно» от пневмоблока Б1, выход И11 «четно» (203') присоединен к правому торцу блока золотников (4/2×3) Бз4, к левому торцу которого присоединен выход пневмоклапана ИЛИ24, один вход которого (201) «нечет» связан с тем же счетным пневмоблоком СБ, а второй вход - с линией 78 «назад» от пневмоблока Б1.

В пневмоблоке А2 пневмоблок второго уровня управления Б3 снабжен двумя пневмоблоками третьего уровня управления (В4) и (В5), причем первый пневмоблок В4 - формирования знака (±) «заимствования» в другой фронтальности градиента антиударного косинусного вектора скорости отдергивания технологического инструмента в сторону, противоположную его рабочей подаче, при опасном сближении инструмента с изделием во время установочной поперечной подачи рабочего органа, содержащий два пневмоклапана «И» - один (И12) - конъюнкции пневмосигналов от пневмодатчиков одновременного качания двух главных щупов с лицевой стороны контура слежения, а другой - (И 13) - одновременного качания двух вспомогательных щупов с изнаночной стороны контура слежения, выходы пневмоклапанов И12 и И13 присоединены к одинарным входам распределительного двузначного тандема золотников с функцией «то…, то» обратного подключения (-3/2+3/2) РТ3-1, управляемого с выходов пневмотриггера 4/2 (П9), парные левые выходы двух золотников тандема - плюс и минус - присоединены к паре входов. «Y», а парные правые - перекрестие - к паре входов ±«Z» двух пневмоблоков (Е4 и Е5) четвертого уровня управления линейными гидроприводами Y и Z в пневмоблоке Б2, при этом от выходов пневмотриггера 4/2 П9 параллельно выведены линии мгновенного переключения фронтальности к пневмогидроблоку Г1, и второй пневмоблок (В5) - удержания нормали технологического инструмента к касательной волновой кривизны траектории снижения и быстрого увеличения зазора между изделием и технологическим инструментом при встрече с выпуклостью или впадиной во время продольной подачи содержит пневмоклапаны «ИЛИ» реагирования на неодновременное качание щупов с лицевой или изнаночной стороны контура слежения, при этом от одной группы пневмоклапанов ИЛИ пара выходов соединена с пневмогидроблоком Г2 поворотных гидроприводов, а именно с гиродвигателем манипулирования нормалью технологического инструмента гироскопа, а от второй группы пневмоклапанов ИЛИ - к рабочему органу, содержащему привод рабочей подачи и дополнительного отвода технологического инструмента при встрече с выпуклостью или впадиной траектории слежения.

Пневмоблок Б4 снабжен двумя пневмоблоками третьего уровня управления (В6) и (В7), причем первый пневмоблок В6 - рокировки доминантности продольной и поперечной подач широтного и меридионального склонения хода рабочего органа, содержащий распределительный двузначный тандем золотников (-3/2+3/2) РТ2 с функцией «то…, то» прямого подключения, управляемый через пневмотриггер 4/2 (П 10) пневмосигналами с выходов шестилинейной угловой пневмомуфты (Мз)21, задающей широтные или меридиональные направления слежения, на главной гироскопической оси (11) «чистого вращения», к левым входам его золотников подключены выходы угловой пневмомуфты на оси процессий [M)βy(z)] 23, а к правым - выходы угловой пневмомуфты [Mαy(z)] 22 на оси нутаций гироскопа, при этом параллельно эти же пары выходов угловых пневмомуфт на оси процессий и нутаций поданы через два клапана «ИЛИ» к торцевым линиям переключения двух пневмоклапанов «И» (И9 и И10), к нормально закрытым линиям которых подключены выходы пневмотриггера 4/2 (П10), управляемого слева пневмосигналом «поперечно» (76/78), а справа - пневмосигналом 77 «продольно» от пневмоблока Б1 через пневмоблок Б2, выходы пневмоклапанов И (И9 и И10) - 154-155 и линии 152-153 рокировки доминантности подач «продольно»-«поперечно» с выходов пневмотриггера 4/2 (П10) поданы к пневмогидроблоку Б7 пневмогидроблока Г1, а одинарные выходы двузначного тандема РТ2 подключены к управлению доминантными взаимно перпендикулярными гидроприводами то X-Z, в вертикальной фронтальной плоскости XOZ, то X-Y - в плоскости XOY как дополнительные приводы - соответственно то X, то Z в пневмоблоке Б2; второй пневмоблок - В7 - догоняющего «скольжения» главной гироскопической оси 11 «чистого вращения», выполняемого нутациями и прецессиям и для минимизации ее непараллельности наклону нормали технологического инструмента перпендикулярно касательной к волновому изгибу траектории слежения, содержащий распределительный двузначный тандем золотников с функцией «то…, то» (-3/2+3/2) РТ3-2 обратного подключения, управляемый параллельными линиями с выходов шестилинейной угловой пневмомуфты (Мз)21, задающей меридиональныс и широтные склонения хода рабочего органа, к одинарным входам распределительного тандема РТ3-2 подключены выходы угловой пневмомуфты (Мωк) 18 на оси манипулирования нормалью технологического инструмента, а парные двузначные выходы через две пары пневмоклапанов ИЛИ присоединены к пневмогидроблоку Г2 - поворотных гидроприводов, причем от левых выходов тандема (-3/2+3/2) РТЗ-2 к гидроприводу прецессий (ГДβ) 17, а от правых - к гидроприводу нутаций (ГДα) 16 гироскопа, и через те же пары пневмоклапанов ИЛИ от соответствующих выходов пневмопульта управления ПУ для наладочных прецессий и нутаций; при этом пневмоблок В7 снабжен пневмоблоком Е8 четвертого уровня управления автоматической переналадкой фазы предварительного рабочего положения оси 12 прецессий через пару пневмоклапанов «НЕ12» и «НЕ14», переключаемых пневмокомандами путевых пневмоклапанов ВК20 и ВК21 повотором кулачка 171 на той же оси 12 прецессий в пневмоблоке Б5 через правые входы дополнительных пневмоклапанов «ИЛИ» 54 и 55.

В пневмоблоке A3 пневмоблок Б5 снабжен единой системой путевых пневмодатчиков контроля ходов линейных и поворотных приводов как для консольного, так и для портального исполнения адаптивного робота, причем в последнем варианте трехкоординатная тележка перевернута гироскопом вниз, чем обусловлен плюсовой знак координаты Z ниже нулевой координатной точки, при этом в роботе консольного исполнения он снабжен пневмоцилиндром подвода трехкоординатной тележки к изделию на конвейере, а для робота портального исполнения предусмотрена подача изделия под рабочий орган гироскопа на сборочной тележке с ходами челночного типа, контролируемой путевыми пневмодатчиками, причем у робота консольного исполнения он снабжен пневмопультом РП пуска в работу, а у робота портального исполнения - двумя ручными пневмораспределителями 5/2, при этом также снабжен регулируемыми упорами-кулачками переключения путевых пневмоклапанов 3/2 контроля достижения точки предварительного рабочего положения (ТПРП) у начала траектории слежения; снабжен путевым пневмоклапанном 5/2 (ВК7), связанным со счетным пневмоблоком СБ при работе по разомкнутой и замкнутой траектории слежения и тремя пневмоблоками Е9, Е10 и Е11 четвертого уровня управления автоматической переналадкой робота для однофронтальной и двухфронтальной работ.

Пневмогидроблок Б7 второго уровня управления в пневмогидроблоке Г1 снабжен пневмогидрораспределителями - гидроблоком-триггером золотников (3/2×3) ГБз1 с двухскоростной функцией «медленно-быстро», управляемым справа пневмокомандой 182 «медленно», а слева - пневмокомандой 78 «быстро» от логического пневмоблока Б1, двумя пневмогидроаппаратами глобулярного склонения хода рабочего органа - отдельным 3/2 Гр4 НЕ, переключаемым пневмокомандой 154 «широтно»,«псевдоширотно», и пневмогидроблоком золотников (3/2×2)ГБз2 НЕ, переключаемым пневмокомандой 155 «меридионально» - оба от логического пневмоблока Б4, при этом он снабжен пневмогидроблоком-триггером золотников (4/2×2) ГБз3 с функцией рокировок фронтальности, управляемым без антиударного «заимствованиям другой фронтальности справа пневмокомандой «XOZ» и слева - пневмокомандой «XOY» от пневмоблока Б3, и отдельным пневмогидротриггером 4/2 Гр5 с функцией контурного переключения доминантности подач в плоской векторной системе X-Z или X-Y, управляемым справа пневмокомандой 153 «продольно», а слева - пневмокомандой 152 «поперечно» от пневмоблока Б4, причем векторные градиенты и величины скоростей доминантных, дополнительных и корректирующих подач линейных гидроприводов обеспечены соединением левых входов «Д» их гидрораспределителей 4/3 пневмогидроблока Б6 с выходами синусно-косинусных гидродатчиков гидрорезольверов на осях гироскопа - от гидрорезольвера (Грзγ)33 на главной гироскопической оси «чистого вращениям» - к входам Гр5 - левому от выхода гидродатчика (sinγx) 25 и перекрестно к нормально открытому входу Гр4, а к правому - от выхода гидродатчика [cosγz(y)] 26 и через Гр5 перекрестно - к правому входу правого золотника ГБз3 через Гр5, от гидрорезольвера (Грзα) 34 на оси нутаций - к входам левого золотника ГБз3 - к левому его входу от выхода гидродатчика [sinαy(z)] 28, а к правому входу того же левого золотника ГБз3 от выхода гидродатчика [cosαy(z)] 29 и от гидрорезольвера (Грзβ) 35 на оси прецессий - к левому входу правого золотника ГБз3 от выхода гидродатчика [sinβy(z)]31, а от выхода гидродатчика (cosβx)32 к нормально закрытому входу Гр4, при этом левые выходы двух золотников ГБз3 присоединены к паре входов левого золотника ГБз2, а правые - к паре входов правого золотника того же ГБз2, к каждой паре входов золотников (3/2×3) ГБз1 подключены регулируемые гидросопротивления - слева Rм - маршевого быстрого хода, а справа Rш - шагового «медленного» хода гидропривода, причем левые и правые гидросопротивления настроены на одинаковую или быструю, или медленную скорость хода для всех трех линейных гидроприводов, каждая пара гидросопротивлений параллельно соединена одной линией, причем первая и вторая - с выходом золотников НЕ (ГБз2), а третья - с выходом НЕ (Гр4), нормальнооткрытые входы ГБз2 НЕ присоединены к выходам правого золотника ГБз3, нормальнозакрытые - к выходам левого золотника того же ГБз3, а входы гидродатчиков 25-26, 28-29 и 31-32 присоединены к магистральной линии «Д».

Счетный пневмоблок СБ снабжен двумя четырехкомандными двоичными счетными пневмоблоками - один ДБ1 - отсчета нечетных и четных полуциклов возвращения закрученных коммуникаций рабочего органа в незакрученное состояние и второй ДБ2 - отчета двойных ходов путевого пнсвмоклапана 5/2 ВК7 в жесткопрограммном пневмоблоке Б5 при работе во фронтальной плоскости XOY слежения по замкнутому контуру - в обоих случаях с выдачей цветового и/или звукового сигнала вызова рабочего-оператора для повторения очередного идентичного технологического перехода производственной операции.

На рабочий орган из пульта управления ПУ вынесен пневмотумблер 5/2 Т7 наладочного отвода пары блоков щупов и пневмодатчиков, которыми прикрыт доступ к сервисному обслуживанию технологического инструмента, например, в виде сварочных клещей и возвращения той же пары блоков щупов и пневмодатчиков в рабочее положение, причем нормальнооткрытая в атмосферу линия выхода пнсвмотумблера Т7 через первый ИЛИ4 из трех пневмоклапанов «ИЛИ» - к большому торцу дифференциального воздухораспределителя 5/2 ДПРЗ управления пневмоцилиндром-фиксатором (ПЦ5) 40 рабочего положения одной или другой пары блоков щупов и пневмодатчиков, а нормальнооткрытый выход пневмотумблера Т7, в положении «автомат», соединенный с линией питания сжатым воздухом, подключен к большим торцам двух блокировочных дифференциальных воздухораспределителей 3/2 ДТ1 и ДП2, в режиме «автомат» выполняющих роль логического элемента «НЕ» в подключении к большим торцам воздухораспределителей ДПР1 и ДПР2 обеих пар пневмоцилиндров (ПЦ3) 38 и (ПЦ4) 39 подвода-отвода пар блоков щупов и пневмодатчиков Щ1 и Щ2 линий выходов пары путевых пневмодатчиков 3/2 ВК14 и ВК15, одновременно переключаемых отводом пневмоцилиндра-фиксатора (ПЦ5) 40 и питаемых поочередно сжатым воздухом от пневмотриггера 5/2 П1, управляемого пневмокомандами XOY-XOZ (165'-166') от пневмоблока Б5, при этом выходы пары путевых пневмодатчиков ВК14 и ВК15 раздвоены - одна линия напрямую через один блокировочный воздухораспределитель 3/2, а другая - к малому торцу другого такого же блокировочного воздухораспределителя, а входы второго пневмоклапана ИЛИ5 «подвода» подключены к выходам путевых пневмодатчиков 3/2 ВК16 и ВК29, контролирующих окончание подвода блоков щупов и пневмодатчиков в рабочее положение к технологическому инструменту, а входы третьего пневмоклапана ИЛИ 3 «отвод» пневмоцилиндров 38 и 39 подключены к выходам путевых пневмодатчиков 3/2 ВК17-ВК28, контролирующих окончание отвода блоков щупов и пневмодатчиков от технологического инструмента, и параллельно - к малым торцам воздухораспределителей ДПР1 и ДПР2 управления пневмоцилиндрами отвода-подвода пар блоков щупов и пневмодатчиков Щ1 и Щ2, причем выход второго пневмоклапана ИЛИ 5 «подвод» подключен к малому торцу воздухораспределителя 5/2 ДПРЗ и параллельно - к нормальнозакрытой линии первого пневмоклапана ДА1, нормальнооткрытая в атмосферу линия которого соединена с большим торцом блокировочного дифференциального пневмоклапана ДПЗ автоматического отвода пневмоцилиндра-фиксатора (ПЦ5) 40 переключением через первый пневмоклапан ИЛИ4 вправо воздухораспределителя ДПР3 пневмокомандой 170' окончания работы в вертикальной фронтальной плоскости XOZ от пневмотриггера ВК26П или пневмокомандой 169' - в горизонтальной фронтальной плоскости XOY от пневмотриггера ВК27П пневмоблока Б5, а выход третьего пневмоклапана ИЛИ3 подключен к нормальнозакрытому входу второго пневмоклапана ДА2, нормальнооткрытая в атмосферу линия выхода которого соединена с линией управления первым пневмоклапанном ДА1, линия же управления ДА2 - с выходом путевого пневмоклапана НЕ3, контролирующего окончание фиксации пары блоков щупов и пневмодатчиков Щ1 или Щ2 пневмоциндром-фиксатором (ПЦ5) 40.

Технологический инструмент рабочего органа, содержащего привод рабочей подачи и дополнительного отвода технологического инструмента от изделия, например, в виде штоковых сварочных клещей (Цк) с С-образной скобой, содержащих соосный блок двух пневмоцилиндров сжатия электродов - силовой и предсжатия, который, как и силовой, помимо рабочего поршня, жестко соединенного со скобой полым плунжером, снабжен вторым - сервисным поршнем дополнительного отвода скобового электрода от изнаночной стороны фланцевого сварного соединения за счет хода этого второго сервисного поршня от заплечика центральной втулки, жестко соединенной, в отличие от центральной втулки силового пневмацилиндра, с передней крышкой блока двух соосных пневмоцилиндров, при этом дополнительный отвод скобового электрода от изнаночной стороны фланцевого соединения изделия предусмотрен переключением второго пневмоклапана НЕ, управляемого, как «первый» пневмоклапан НЕ, от пневмоблока Б3, как и для дополнительного отвода штокового электрода от лицевой стороны того же фланцевого соединения, причем линия рабочего хода цилиндра предсжатия присоединена к выходу отдельного дополнительного пневмораспределителя 3/2 Кпс (Э1) через канал в штоке поршня силового пневмоцилиндра.

Система управления не требует инженерного обслуживания, характерного для роботов с программным управлением. Для нее достаточно иметь наладчика технологического оборудования и в службе механика-слесаря, знакомого с пневмо- и гидроавтоматикой. Предлагаемая система управления позволяет снизить требования к точности индексирования изделий на позициях поточных линий. В особый период ракетно-бомбовые удары, выводящие электронику из строя, не причиняют пневмоавтоматике вреда. Технический результат состоит также в том, что система способна выполнять следующие функции:

- поочередное управление роботом в двух фронтальных плоскостях декартова пространства,

- стартстопная и запоминающая функция, осуществляемая гидрозамками и пневмогидрораспределителями 4/3 с закрытым центром,

- слежение по плоскому и глобулярному контуру,

- автоматическое регулирование соотношения величин и градиентов (направлений) векторов скоростей линейных гидроприводов в прямоугольной и параллелепипедной векторной системе и стабилизация суммарного вектора скорости рабочего органа при любых пространственных изгибах траектории слежения,

- минимизация рассогласования параллельности главной гироскопической оси нормали технологического инструмента при волновых глобулярных изгибах контура слежения,

- автоматический поиск продолжения траектории слежения при се уходе на другую координату декартова пространства (поисковые ходы «назад-вперед» с поворотом главной гироскопической оси в направлении изгиба траектории слежения),

- двухскоростное перемещение рабочего органа: с быстрым (маршевым) холостым ходом и «медленными» подачами с технологической скоростью,

- управление в двух полуциклах - нечетном и четном - для возвращения закрученных коммуникаций в исходное незакрученное состояние,

- автоматическая смена щупов (различающихся функциональным устройством) при переходе к работе то в вертикальной, то в горизонтальной фронтальных плоскостях декартова пространства,

- автоматическая смена технологических режимов при переходе к работе в другой фронтальной плоскости,

- отработка детерминированных (дизайнерских) и вероятностных (случайных) геометрических возмущений в поведении траектории слежения с «заимствованием» схемных антиударных рокировок величин и градиентов скоростей линейных гидроприводов в другой фронтальности,

- аварийное отключение энергопитания по команде «стоп»,

- при случайном пуске возвращение в исходное положение, когда в пространстве робота нет изделия,

- наладочные функции: автоматическая переналадка исходных фазовых состояний осей гироскопа и линейных положений рабочего органа для автоматического перехода к слежению в другой фронтальной плоскости и ручная переналадка робота при смене модели изделия, а также при сервисном обслуживании технологического инструмента,

- звуковая и цветовая сигнализация окончания выполнения цикловых переходов производственных операций (всего 15 функций).

При всей полноте функциональных возможностей пневмогидравлическая система управления дешевле неадаптивных электронных систем программного управления.

При рассмотрении сущности пневмогидравлической системы управления адаптивным пневмогидравлическим роботом следует иметь в виду, что:

рабочим органом назван встроенный в гироскоп агрегат, содержащий технологический инструмент, питаемый встроенным или отдельным источником энергии, и имеющий привод рабочей подачи и дополнительного отвода от изделия инструмента при встрече с выпуклостью или впадиной траектории слежения.

Фронтальной плоскостью названа плоскость декартова пространства, на которую проецируется наибольшая часть контура траектории слежения.

Траекторией слежения назван контур, проведенный через центры (точки) элементарных обработок, последовательно расположенных в плоском или глобулярном пространстве робота. Применительно к штампованным отбортовкам фланцевого соединения, являющимся базой слежения при точечной контактной сварке, различается контурная кривизна ребра отбортовки и глобулярная волновая кривизна ленты ее изгиба. Контур траектории слежения может быть замкнутым и разомкнутым и иметь лицевую и изнаночную сторону.

Начальным положением названо фазовое состояние гироскопа, при котором все его оси параллельны или перпендикулярны плоскостям декартова пространства.

Исходным названо рабочее положение приводов робота в готовности к его включению.

Предварительным рабочим положением названо угловое фазовое состояние осей гироскопа и положение линейных приводов, при котором технологический инструмент занял позицию готовности к установочной рабочей поперечной подаче (к ребру ленты отбортовки).

Простым плоским контуром названо слежение по траектории, параллельной одной из плоскостей декартова пространства.

Пространственным плоским контуром названо слежение по плоской траектории с одним или двумя постоянными уклонами в трехмерное декартово пространство.

Глобулярным названо слежение по переменным уклонам в трехмерное декартово пространство. При этом имеют место две полярных глобулярных системы слежения: для вертикальной фронтальной плоскости - схема «сфера», при которой помимо изгибов «на ребро» имеются волновые изгибы ленты отбортовки в широтном или/и в меридиональном направлении; для горизонтальной фронтальной плоскости - схема «лодка», в которой за глобулярный полюс принят нос лодки со сходящимися к нему меридионально изогнутыми продольными ребрами - стрингерами, а поперечные ребра - гипангоуты - с псевдоширотным изгибом (см. фиг.2 и 3 и к ним таблицы 1 и 2).

Нормалью технологического инструмента названа линия его рабочей подачи, при контурном слежении параллельная главной гироскопической оси «чистого вращениям и перпендикулярная к траектории простого контурного слежения или - при глобулярном слежении - к касательной ее изгиба в широтном (псевдоширотном) или/и меридиональном направлении.

Рабочим ходом технологического инструмента названа его подача для выполнения повторяющихся элементарных производственных операций, например, сварных точек контактной сварки.

В перечне графических материалов представлено:

на фиг.1 (БС) - блок-схема пнсвмогидравлической системы управления адаптивным пневмогидравлическим. роботом, на фиг.2 (Сф) - глобулярная схема слежения «сфера» для вертикальной фронтальной плоскости XOZ, на фиг.3 (Лд1) - глобулярная схема слежения «лодка» для горизонтальной фронтальной плоскости XOY, на фиг.4 (ГРП) - гироскоп Новинькова, на фиг.5 (М) - угловые пневмомуфты знака (±) хода гидроприводов, на фиг.6 (Грз) - гидрорезольвср (устройство), на фиг.7 (РО) - кинематическая схема рабочего органа - сварочных клещей с пневмоцилиндром Цк, приводами отвода-подвода щупов Щ и блоками золотников Бз1 и Бз2, на фиг.8 (Цк) - принципиальная пневмосхема управления блоком пневмоцилиндров сжатия и дополнительного отвода электродов сварочных клещей, на фиг.9 (Цщ) - принципиальная пневмосхема автоматической смены блоков щупов и сервисного отвода и возвращения одной пары блоков щупов, на фиг.10 (Щ1) - блок щупов и пневмодатчиков слежения по отбортовкам переменной ширины: а) кинематическая развертка двух блоков щупов, б) тактильные щупы, в) пневмодатчик 3/2 ДА; на фиг.11 (Щ2) - блок щупов и датчиков слежения по отбортовкам постоянной ширины: а) кинематическая развертка двух блоков щупов, б) главный и вспомогательный щупы, в) пневмодатчик 3/2 ДА; на фиг.12 (Б 1.1) - логический пневмоблок рокировок поперечных на продольные подачи и контурных поворотов главной гироскопической оси «чистого вращения», на фиг.13 (Б 1.2) - дополнение кБ1.1: а) Е1 и Е2 - блоки автоматической переналадки фазы главной оси ±γ , б) Б3 - блок автоматической переналадки на другой режим сварки; на фиг.14 (Б2.1) - логический пневмоблок управления линейными гидроприводами, на фиг.15 (Б2.2) до