Исследование динамики электропривода манипулятора грузоподъемностью 200 кг
В современном мире, который характеризуется развитием отечественной промышленности и модернизацией большого количества производств, очень важным является автоматизация всех технологических процессов. Этому способствует автоматизированный электропривод, который в значительной степени определяет: скорость производства, качество выпускаемой продукции и нагрузку на персонал. Это и является основным показателем потребности в промышленных манипуляторах.
Манипуляторы – сложные электромеханические преобразователи, которые обладают рядом отличительных характеристик. К этим характеристикам можно отнести сложную структуру. Сложность структуры обусловлена наличием большого количества звеньев. Звенья бывают как независимые, так и взаимосвязанные. При движении взаимосвязанных звеньев изменяются физические силы, которые действуют на промышленный манипулятор. Так же есть еще одна сложность, заключающаяся в необходимости параллельного управления несколькими электроприводами.
В связи с наличием указанных особенностей, четко обозначены направления совершенствования в науке – система управления, которая отвечает за преобразование электрической энергии в механическую. Она служит для коммуникации человека (оператора) с машиной. Система управления является составляющей одной общей системы, которая включает в себя две взаимосвязанные части, а именно – силовую часть и информационный канал. Силовая часть включает в себя электрическую сеть, электрический, электромеханический, механический преобразователь и технологический рабочий орган.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЗОР МАНИПУЛЯТОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ. 6
2. ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЗВЕНЬЕВ МАНИПУЛЯТОРА.. 11
3. МАНИПУЛЯТОР РОБОТА КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ.. 14
4.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ МАНИПУЛЯТОРА 19
4.1 Моделирование механической части. 19
4.2. Алгоритм работы математической модели. 20
4.3. Результаты моделирования. 21
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МАНИПУЛЯТОРА.. 24
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ МАНИПУЛЯТОРА В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ UNIVERSAL MECHANISM.. 27
. МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА МАНИПУЛЯТОРА С ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ 31
7. ОБЗОР МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ.. 35
8. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ.. 36
8.1 Компенсация центробежной силы.. 36
8.2 Компенсация момента Кориолиса. 39
10. ТОЧНОСТЬ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.. 44
11. АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ.. 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир– 1989. – 624 с
2. SCARA [электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/SCARA3. Манипуляционные роботы [электронный ресурс]: URL: http://refleader.ru/jgeyfsrnarna.html. (дата обращения: 07.04.2022)
4. Сафронов, Ю.М. Электроприводы промышленных роботов/ Ю.М. Сафронов. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 304 с. – ISBN 5-283-00539-9.
5. Электропривод в современных технологиях: метод. Указания к выполнению лабораторных работ № 1 – 8 для студентов очной формы обучения по направлению подготовки 140400 – «Электроэнергетика и электротехника», квалификация «бакалавр»
6. Белов, М. П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учеб. Для вузов/М. П. Белов, В. А. Новиков, Л. Н. Рассудов. – М.: Изд. Центр «Академия», 2004. -578 с.
7. Ключев, В. И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учеб. для вузов/ В. И. Ключев, В. М. Терехов. – М.: Энергия, 1980. – 358 с.
8. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. В. А. Елисеева, А. В. Шинянского. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.
9. Бурдаков, С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов/ С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев. – М.: Высшая школа, 1986. – 263 с.
Из задания на момент М1 вычитается значение момента Кориолиса. Далее получаем результирующее задание из начального и переменного момента инерции. Следующий этап - интегрирование полученного значения, результатом чего является значение задания угловой скорости R-звена манипулятора. Выполнив интегрирование значения угловой скорости получим угол, на который манипулятор выполнил поворот.
Из задания на силу М2 вычитается значение центробежной силы. Так же дополнительно введена нагрузка в виде сухого трения. Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям. В нашем случае это передача руки манипулятора (винт-гайка). Формула по которой происходит вычисление нагрузки: