Грузоподъемные и транспортные устройства Додонов (1004223), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Особенности использования ПР также влияют на выбор типа двигателя. Например, для реализации высоких динамических характеристик ПР необходимо применение малоинерционных электродвигателей. Область применения ПР зачастую имеет решающее значение при определении типа электродвигателя. Например, использование ПР во взрывоопасной среде обусловливает применение электродвигателя без коллекториых щеток, а использование ПР в горячих цехах — применение двигателей, защищенных соответствующими изоляционными материалами. Эффективное использование ПР во многом зависит от правильного выбора мощности электродвигателя.
Применение двигателя недостаточной мощности может привести к нарушению нормальной работы отдельных механизмов ПР, а в ряде случаев— к аварии. Применение двигателя завышенной мощности приводит к снижению электрических показателей, уменьшению КПД двигателя, а также к утяжелению всей конструкции ПР. В электромеханическом приводе ПР важнейшей составной частью является зубчатая и червячная передачи.
В последнее время в электропряводах широко применяют волновые зубчатые передачи, обладающие рядом положительных качеств. Обычно в приводе ПР используют передачи с общим передаточным отношением и = 60 ... 500. К ним предъявляют требования высокой крутильной жесткости и безлюфтовости при минимально возможной массе. В большинстве случаев в зубчатых передачах применяют устройства для выборки люфта, простейшим из которых является выполнение зубчатых и червячных колес разрезными о пружинным упругим элементом для их взаимного разворота. Ч» Ит Рис, 140, Механизм поворота руки манипулятора 16. Характеристики передач Передача Показатель аалаядрячееаая чераячааа Номинальный вращающий момент, Н м Передаточиое отношение Размеры, мм Масса, кг Кинематическая погрешность, угловая секунда Момент трогания, Н .м Крутильная жесткость, Н.и/рад КПД, Фо (при прямом ходе) 300 300 96 560Х 160Х 490 48 416 96 ЗООХ200ХЗОО 12 90 96 690Х 700Х 590 110 790 0,9 4,0 104 15,0 2,3 10з 1,7 З,З 101 10 188 В волновых передачах люфтовыбирание обеспечивается благодаря гибкому зубчатому колесу, которое, находясь в деформированном состоянии, автоматически выбирает зазор в зацеплении.
В обычных зубчатых и червячных передачах люфтовыбирающее устройство ухудшает качественные характеристики привода, снижая КПД и увеличивая изнашивание зацепления, размеры и массу. В табл. 16 приведены некоторые данные, характеризующие наиболее распространенные типы передач. Из таблицы следует, что волновая передача обладает рядом преимуществ в сравнении с другими передачами, чем и объясняется ее широкое применение в ПР с электроприводом. Механизм поворота руки манипулятора е зубчато-волновым редуктором приведен на рис. !40. Электродвигатель б постоянного тока, установленный на кронштейне корпуса б зубчатого редуктора, присоединен муфтой 4 к входному валу-шестерне 1.
Кроме того, входной вал редуктора связан зубчато-ременной передачей 3 с тахогенератором 2, закрепленным с помощью хомута на корпусе И механизма поворота. Зубчатое колесо 9 редуктора закреплено на валу 10. На переднем конце вала установлен генератор волн 11 зубчатой волновой передачи, а задний конец, выполненный в ниде шестерни, находится в зацеплении с зубчатым колесом 6 привода кодового датчика 7 углового положения.
Для выбора люфта в передаче колесо 3 выполнено разрезным. Жесткое колесо 16 зубчатой волновой передачи неподвижно установлено в расточке корпуса И. Гибкое колесо 12, выполненное в виде тонкостенного стакана, установлено по шлицевой втулке входного вала-шестерни 14 редуктора. Вал-шестерня 14 с коническим зубчатым венцом вращается иа подшипниках в расточке корпуса И и зацепляется с коническим колесом, установленным на шлицевой втулке на валу, к которому с помощью фланца прикреплен стол с вертикальной осью вращения. На поворотном столе (на чертеже не показан) с помощью направляющих планок и винтов закреплена рука манипулятора.
Предельный угол поворота стола ограничен жесткими упорами и резиновым амортизатором. Наряду с волновыми передачами в приводах также широко используют планетарные зубчатые передачи и шариковые передачи винт — гайка, а также на.равляющие качения типа № 20, РОЗ ... 12 и др. Широко применяют в ПР комплектные регулируемые электро- приводы постоянного тока, содержащие малоинерционный двигатель, преобразовательное устройство управления, силовой трансформатор блокопитания, дроссели в цепи якоря, а также встроенные в электродвигатель тахогенератор, датчик перемещения (в следящерегулируемых приводах) и электромагнитный тормоз.
Например, комплектные приводы ЭТУ-3601 мощностью 1 ... !О кВт и ЭТУ-3602 мощностью 1О ... 30 кВт обладают высокой перегрузочной способностью по моменту ((6 ... 7)-кратное) при максимальной частоте вращения соответственно 3000 и 2000 об/мин. Момент инерции у этих двигателей типа ПБВ в 6 ... 6 раз меньше, чем у обычных. Двигатели малой мощности серии ПЯ с печатным дисковым якорем используют в приводах манипуляторов при небольших нагрузках. 4.3.8. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТАМИ По способу управления промышленные роботы делят на роботы с программным, адаптивным и интеллектуальным управ- лением.
В свою очередь, по характеру перемещения и по отдель- 189 нгям степеням подвижности различают системы управления контурные, позиционные и цикловые. Цикловое управление является простым вариантом позиционного управления, при котором число точек позиционирования по каждой степени подвижности минимально и чаще сводится к двум— начальной и конечной. Вместе с автоматическим управлением роботом применяют и управление со стороны человека-оператора, как один из способов программирования обучением. Участие человека в управлении выполнением роботом отдельных операций необходимо, так как часто эти операции не могут быть реализованы в автоматическом режиме и требуют интеллекта человека-специалиста.
Управление роботом со стороны человека происходит в виде подачи отдельных команд на вход устройства управления или непосредственным управлением приводами манипулятора. Устройства управления роботами выполняют обычно на базе микропроцессорной вычислительной техники и микроЭВМ. Цикловые устройства управления часто выполняют в виде устройств группового управления несколькими роботами. Устройства управления, выпускаемые отечественной промышленностью, являются в основном унифицированными, т. е.
их используют с различными роботами определенного типа с определенными типами приводов. Как правило, системы управления роботами являются существенно нелинейными из-за нелннейностей приводов, устройств управления и алгоритмов управления. От приводов манипулятора требуется высокая точность позиционирования и хорошее качество переходного процесса, который должен быть практически неколебательным. Наиболее перспективными для роботов малой и средней грузоподъемности (до 200 кг) являются электрические приводы. Они позволяют любой тип управления реализовать, к ним легко подводится энергия, они удобны в эксплуатации. Следящий электрический привод (рис.
141) промышленного робота РПМ-25 с питанием якорной цепи электродвигателя от тиристорного преобразователя (ТП) состоит из контура регулирования скорости ад с датчиком скорости (ДС) и регулятором Ркс. !4!. Фувкцяовальяая схема следящего алектркческого привода ПР РП!и-25 скорости (РС) и контура регулирования положения с датчиком положения (ДП) и регулятором положения (РП).
Регулятор скорости ПИ-регулятор, а регулятор положения П-регулятор. Выходной сигнал с регулятора скорости поступает на вход системы управления ТП. С выхода ТП снимается напряжение П„, которое подается на обмотку якоря электродвигателя (ЭД). На вход РС поступает сигнал с выхода РП. Задающее воздействие, поступающее на привод, представляет собой электрический сигнал П„, который вырабатывается в устройстве управления роботом. Механическая часть электропривода (МП) включает в себя рабочий орган, редукторы и соединительные муфты и в общем случае может рассматриваться как многомассная система с люфтом и другими связями.
Элементы, которые подлежат выбору в процессе проектирования привода, — это двигатель, редуктор, датчик скорости и датчик положения. Остальные элементы представлены на рис. 141 в виде функциональных блоков и могут включать в себя усилительные, корректирующие, преобразующие и согласующие устройства, параметры которых выбирают с учетом требований динамических характеристик привода. В настоящее время следящие электроприводы ПР, как правило, строятся на базе электродвигателей постоянного тока, так как при этом получаются более простые и надежные схемы управления.
Наряду с двигателями постоянного тока в электроприводах применяются асинхронные двигатели, однако их применение пока ограничено. Это объясняется сложностью электронных преобразователей, применяемых для регулирования частоты вращения. Все большее распространение в роботах получает дискретный привод с шаговыми двигателями, который дает возможность преобразовать управляющие сигналы в угол поворота вала без датчика обратной связи. Цикловые системы управления. На рис. 142, а приведена конструктивная схема одной степени подвижности„ а на рис.
142, б — алгоритм управления циклового робота. При подаче сигнала управления на электромагнитный клапан 1 воздух по линии высокого давления поступает в левую полость пневмоцилиндра 8 и перемещает шток 4 до тех пор, пока упор 5 не наедет на неподвижный упор 6. Прн этом воздух из правой полости пневмоцнлиндра 3 поступает через дроссель 8 в атмосферу. Движение руки робота в обратную сторону осуществляется переключением электромагнитных клапанов 1 и 2 по сигналу системы управления УУ и включением дросселя 7. Перспективным направлением для цикловых систем управления является использование в их структуре однокристальных микроЭВМ, микропроцессоров и специализированных программируемых контроллеров. мс О са ма С.о оса~о йнлсяо са Ю СО Ю С~ ма Г 1У с— ! ! оса ! Ж 'а ! Ж Два С~ ! !"- !а ав с м 1 с в а м оод оо Нв м мм м ь ьм СО со Л я" со Е са оа ! в о, во ва„ вой яма о о ам Она Юв СО са ос са сс со са с'а СО СО в са кйн ж й~ в,,а СО СО СО ОО СО СО СО СО сй 1 Х 8 й О и О с'с со о с» о МО СС 6 й О О Я 65~!%~ О ',! 193 со со Я! сд Рис.
!42. Схема управления приводом одной степени подвижности: л ввевмоавоаема; д алаорввм вправленна нввловмм робеном В СССР наибольшее распространение получили микро- и мини-ЭВМ серий СМ ЭВМ и СЭлектроникаж Характеристики некоторых отечественных управляющих ЭВМ приведены в табл. 17. При выборе управляющей ЭВМ большое значение имеет наличие комплекта стандартных средств ее сопряжения с объектами управления. Такими средствами обладают, например, информационные вычислительные комплексы (ИВК), построенные на базе ЭВМ СМ-4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
