Система управления манипулятором

Система управления манипулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнчесннх

Реснублнк

А (1)746402 (6! ) Дополлнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2504.78 (21) 2607510/18-24 (51)М. КЛ, с присоединением заявки !1о

G 05 В 11/00

В 25 J 13/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет г

Опубликовано 070780.Бюллетень М 25 (53) УДК 62-50 (088.8) Дата опубликования описания 070780 (72) Авторы изобретения

В. A. Королев, С. Ю. Белов и С. М. Сергеев

Особое конструкторское бюро технической кибернетики

Ордена Ленина Ленинградского политехнического инстит та имени М И Калинина (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления манипулятОрОм с кОмбинирОванным привО- 5 дом.

Известны системы управления манипулятором, содержащие по каждой регулируемой координате задатчик управляющего сигнала, сумматор, усилитель, пневмопривод.и датчик положения 111 .

Однако эти системы имеют плохие регулировочные характеристики.

Наиболее близким техническим ре- 15 шением к изобретению является система, содержащая последовательно соединенные задатчик управляющего сигнала, первый сумматор, первый усилитель, второй сумматор, второй 29 усилитель и электродвигатель, связанный с датчиком скорости и через редуктор -co звеном манипулятора и датчиком перемещения, выход которого соединен со вторым входом пер- 25 вого сумматора, выход датчика скорости подключен ко второму ходу второго сумматора. Эта система имеет высокие регулировочные характеристики !2) . 30

Недостатком этой системы является низкая удельная мощность.

Целью изобретения является расширение области применения системы.

Поставленная цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные логический блок, пневмораспределитель и пневмоцилиндр, связанный со звеном манипулятора, первый вход логического блока соединен с выходом первого сумматора, а второй вход — с выходом второго сумматора.

На чертеже представлена функциональная схема системы.

Система упоавления манипулятора содержит задатчик 1 управляющего сигнала, первый сумматор 2, первый усилитель 3, второй сумматор 4, второй усилитель 5, электродвигатель 6, редуктор 7 звено 8 манипулятора>датчик 9 перемещения, логический блок

10, пневмораспределитель 11, пневйоцилиндр 12, датчик 13 скорости.

Система работает следующим образом.

Командный: сигнал, поступающий с блока управляющего сигнала, и сигнал датчика 9 перемещения, вычитаясь

746402

s первом сумматоре 2, образуют сигнал рассогласования.по положению, который, пройдя первый усилитель 3 сигнала рассогласования по положению, поступает на вход второго сумматора 4, где из него вычитается поступающий туда же сигнал от датчика 13 скорости и образуется сигнал рассогласования по скорости, который, пройдя второй усилитель 5 сигнала рассогласования по скорости, поступает на вход электродвигателя б, который начинает вращаться и через редуктор 7 приводит в движение звено 8 манипулятора.

Одновременно сигнал рассогласования по положению с выхода первого сумматора 2 и сигнал рассогласования по скорости с выхода второго сумматора

4 поступают на входы логического блока 10, который в соответствии со зна" йат-мй, йоступающих на его входй сигналов выделяет режимы торможения и рабочих перемещений и вырабатыва"ет соответствующие фиксировадйнме" сигнелн. Пневморнспределитель 11 соединяет рабойие полости пневмоцилиндра 12 с магистралью и атмосферой в соответствии .с сигналами на вйходе логического блока 10 и пневмоцилиндр 12 начинает разгоняться в эадайнбм направлении, приводя в движение звено 8 манипулятора. При превышений электродвигателем б (зве ном 8 манипулятора) скорости, соответствующей сигналу, поступающему от первого усилителя 3 сигнала рассогласования по положению, сигнал рассогласования скорости меняет свой знак, логический блок 10 вырабатывает сигнал торможения. Логика управления пневмораспределителем .11 в режиме торможения опреде- ляется требуемыми динамическими качествами системы привода и может быть, например такой, когда пневмо. распределитель 11 в режиме торможения соединяет с магистралью обе полости пневмоцилиндра 12, который на чинает тормозиться. Одновременно начинает тормозиться электродвигатель б, вследствие изменения знака выход- ного сигнала втбролго усилителя 5.

Торможение, продолжается до тех пор, пока сигнал рассогласования по скорости вновь не поменяет своего знака вследствие снижения скорости ниже заданной. Таким образом обеспечрва6тся отработка системой заданной скорости.

° Аналогичным образом система перейдет в режим торможения при изме- йбВии знака сигнала рассогласова йия"по скорости вследствие уменьайнйй веййчины сйгнайа рассогларсло- . вания по положению. В этом случае торможейие происходит до тех пор, пока скорость нй уменьшится до величинй соответствующей йовому эначеийю" сигнала рассогласования по положению положную сторону.

Соотношение номйнальных мощнос- . тей пневмоцилиндра и электродвигателя лежит в пределах (10-15)/1 при соотношении максимальных развиваемых усилий в переходных режимах 2-3/1, что обусловлено возможностью электро« двигателей многократно превышать ноц -минальный движущий момент в режимах пуска и торможения.

При пуске привода электродвигатель развивает максимальный движущий момент, который по мере нарастания движущего усилия пневмоцилиндра и увеличения скорости постепенно спадает до величины, обусловленной откло-, нением скорости от заданной величины и при движении привода со скоростью, близкой к заданной, электродвигатель оказывается практически разгруженным, т. е . в предлагаемом приводе основную энергетическую нагрузку несет пнев35 моцилиндр, а электродвигатель вырабатывает кратковременные силовые воздействия при пусках и торможениях привода, что улучшает динамику системы и исключает влияние флуктуации величины силы трения уплотнений пневмоцилиндра на процесс точного позиционирования.

Применение изобретения позволит в диапазоне приводных мощностей до

1,5 кВт повысить удельную мощность привода системы управления манипуля-. тора в 2-5 раэ.

Формула изобретения

Система управления манипулятором, содержащая последовательно соединенные задатчик управляющего сигнала, первый сумматор, первый усилитель, второй сумматор, втоРой усилитель и электродвигатель, связанный с датчиком скорости и через редукторсо звеном манипулятора и датчиком .перемещения, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, выход датчика скорости подключен ко второму входу сумматора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью (в частном случае до нуля). Таким образом обеспечивается отработка системой заданного перемещения.

При реверсе привода изменит свой знак сигнал рассогласования по положению вследствие изменения знака входного командного сигнала, поступающего с задатчика 1 управляющего сигнала, и следовательно, изменит свой знак сигнал рассогласования по скорости, логический блок

10 выдает соответствующий сигнал на йневмораспределитель 11, который соединит полости пневмоцилиндра

12 с атмосферой и магистралью противоположным образом, вследствие чего

15 пневмоцилиндр 12 сначала затормозится, а затем начнет разгон в противо746402

Составитель Г. Нефедова

Техред И Лсталош

Корректор E. Папп

Редактор С. Тараненко

Заказ 4101/15 Тираж 956

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписнэе

Филиал ППП "Патент", r. Ужгорбд, ул. Проектная, / расширения области применения системы, она содержит последовательно соединенные логический блок, пневмораспределитель и пневмоцилиндр,связанный со звеном манипулятора, первый вход логического блока соединен с . 5 выходом первого сумматора, а второй вход — с выходом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зелянин П. Н. Промышленные работы. N., "Машиностроение", 1975, с. 162-163.

2. Патон Б. Е. и др. Промышленные работы для сварки K., "Наукова думка", 1977, с. 25, 28 (прототип).