Промишлени роботи и манипулатори
Изтегляне 2.67 Mb.
|
Свързани:
SCRUM ivtod12a
| 4. ИЗЧИСЛИТЕЛНА ЧАСТ
Да се разработи обобщен топологичен модел на робот. Необходимост, предпоставки и предимства на топологичния модел. 4.1. Необходимост, предпоставки и предимства на топологичния модел. Топологичният модел дава възможност да се: Получат всички възможни кинематични схеми на манипулационната система чрез задаване на скоростите на съответните движения и да се моделира движението на подвижния елемент, спрямо неподвижния; Моделът е изграден от еднотипни модули, което позволява да се разработи алгоритмичен модел за изчисляване на грешките на манипулационната система; Отчитат грешките от изработване на сдружените базови повърхнини и грешките от наличие на регламентирани хлабини чрез вектор; Отчитат геометрията от елементите на манипулационната система и грешките от взаимното разположение на базовите повърхнини; Отчитат грешките от елестични деформации; 4.2. Обобщен топологичен модел на промишлен робот. Реализирането на топологичен модел е съобразено с начина на управлението на манипулатора и кинематичната структура на промишления робот. Видовете дистанционно управление съм показал на фиг.12, както следва: Управление чрез оператор на пулт, който дистанционно включва отделни преводи (фиг.12а); Управление чрез полуавтоматичен манипулатор, притежаващ многостепенна управляваща ръкохватка (фиг.12б); Управление чрез специално преобразуващо устройство /СПУ/, което преобразува електрическите сигнали в управляващи (фиг.12в). Дистанционно управляеми манипулатори. Фиг.12 При реализирането на обобщен топологичен модел на ПР, определящо е оптималното изграждане на неговата кинематична структура, която пък определя манипулационната система. От манипулационната система зависят и неговите възможности за реализиране на определена траектория на движение както на крайното звено (изпълнителният механизъм), така и неговото придвижване в пространството. Прието е движенията на ПР да се разделят на глобални (свързани с неговото движение в пространството), регионални (преместването на изпълнителният механизъм на робота) и локални (премествания на хващача, съизмерими с неговите размери). В общият случай кинематиката на ПР е необходимо да осигурява преместване на изпълнителния механизъм (звено) в определена точка на работното пространство и ъгловото му ориентиране по координатните оси X, Y и Z. Тези движения се реализират чрез включване в манипулационната система на кинематични двойки от 5ти клас- кръгови и постъпателни. Към последната кинематична двойка се присъединява изпълнителното звено- хващач или инструмент. Изпълнителното звено в началото (т. А) и края (т. Б) на работния цикъл на робота въздейства на външната среда със сила F и момент М, както е показано на фиг.13. Преместването от началната до крайната точка се извършва по предварително зададена траектория. фиг. 13 При работа ПР получава енергия за задвижване и управление Е (електрическа, хидравлична или пневматична), като извършва обмен на топлинна енергия Еr с външната среда (излъчва и приема) от външната среда. Освен това външната среда въздейства върху робота гравитационно чрез земното ускорение, а той- със силата на теглото си. От всичко това следва, че при изпълнение на предназначението си ПР въздейства с външната среда геометрично и енергийно. Геометричното въздействие е свързано с преместване на крайното звено по зададената траектория, а енергийното- взаимодействие с външната среда. Кинематичната система на ПР е изградена от кинематични двойки, като всяка от тях се състои от два елемента- неподвижен и подвижен (фиг.14) фиг. 14 Всеки един от тези елементи има по един комплект основни и спомагателни базови повърхнини. Относителното разположение на комплектите основни и спомагателни бази се определя от геометрията на елемента, като комплектите дефинират две координатни системи, свързани с разглежданият елемент. Дефинирането на координатните системи се извършва с шест базови точки, разположени по правилото: 3 + 2 + 1. Ако всяка кинематична двойка се разглежда като отделен модул и се изобразява както е показана на фиг.15, се получава обобщен топологичен модел на размерните връзки на манипулационната система на ПР с отворена кинематична структура. Такива са почти всички използвани в индустрията роботи (фиг.16) фиг. 15 фиг.16 Действащите върху подвижният елемент на кинематичната двойка сили и моменти предизвикват неговите еластични деформации. Допълнителни еластични деформации могат да възникнат в резултат на топлинно въздействие и координатната система заема ново положение, определено от вектора R1. За отчитане на еластичните деформации координатната система се свързва с шест еластични връзки. Три от еластичните връзки дават възможност да се отчетат преместванията по трите координатни оси, а останалите три- завъртанията около тях, т.е. приема се, че три от еластичните връзки работят на опън- натиск, две- на огъване, една- на усукване. Всяка от еластичните връзки се характеризира с коефициент на податливост Cк, където к е от 1 до 6. Оттук следва, че за да изпълнява ПР предназначението си е необходимо да се установят границите на изменение на всеки конструктивен параметър, включващи фиг.17. фиг.17 А- номинална стойност ЕМ- средно отклонение, с което при осъществяването на процеса трябва да се съвмести математичното очакване m на случайната величина m- математично очакване Т- допуск, ограничаващ полето на разсейване. Ако зададем входните данни да са различни от 0, ще получим топологичен модел на кинематичната структура, показана на фиг.18. фиг.18 Изтегляне 2.67 Mb. Сподели с приятели:
|