Frol_1-125 (1074089), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рабочие оргаыы автоматических машны ы систем, как правило, представляют собой по структуре простраысгвеыыые кынематическне цепи со многими степенямн свободы 1рыс. 1.2). В этой связи перед современной теорией машин ы механизмов возыыкают новые задачи по структурному, кннематическому и дныамыческому аыалнзу ы синтезу различных схем механизмов роботов, маныпуляторов, шагающых ы других машин ы систем. Должны быть решены задачи устойчивости движения рабочих органов, изучены колебагельные процессы, возникающие в период ых движения, рассмотрены задачи.
связанные с оптимальными законами движения рабочих органов, разработаны алгоритмы движения этих органов. Пры решении задач механики требуется учитывать осыовыые параметры приводов, нх влияние на динамику управляемых ымы механизмов. Проблема разработки приводов и систем управления роботами, манипуляторами, шагающими ы другими машыыамы является одной ыз важыейшых в создании машин подобного типа. При решении этих проблем возникают вопросы создания сыстем с большой надежностью, оптимальными габаритами, малой иверцыоныостью, обладающых шырокымы диапазонами скоростей.
Промышленные роботы н маныпуляторы, управляемые человеком-оператором илы программным устройством, могут быть отнесены к роботам первого поколения. В настоящее время должны получить быстрое развитие работы по созданыю роботов следующего поколения, обладающих некоторыми органами чувств человека, ыапрымер осязаынем, слухом, зрением, обонянием, реагырующых ы на неощутимую человеком ынформацыю, например на ультразвук, вибрации, электромагнитные и тепловые поля и т. п. К роботам еще более высокого поколения будут относиться устройства, обладающие искусственным интеллектом. Сложыые задачи предстоит решить по разработке способа общения человека с роботом, по изучению характеристик человека-оператора в системе кчеловек — робеть, а также по исследованию распределения функций между человеком ы роботами, обладающнмы разной степенью автономности.
Здесь открываются перспективы по создаыню роботов- санитаров, роботов-хырургов ы др. Воистину революционную роль в системах управления автоматизацией производства сыграло появление ЭВМ. С помощью ЭВМ стал возможен анализ многозвеыных, с большым числом степеней свободы механизмов, решение задач оптимального синтеза как отдельных механизмов, так и сложных машин автоматического действия, решение задач проектырованыя многокрытерыальыых и многопараметрических машинных устройств, программное управлеыые большыыством современных машин, управление новыми машинами 1з с устройствами быомеханического вида типа манипуляторов, роботов, шагающих машин ы др. Вновь создаваемые машины-автоматы должны отвечать требованиям высокой эффективности выполнения задаыного технологического процесса ы иметь автоматическое управление, максимально освобождающее человека от контроля за работой машины.
В целях повышения производительности труда, увеличения количества выпускаемой продукции, улучшения экономических показателей производства будут создаваться не только маппшы-автоматы, но и системы маигин автоматического действия в форме различных поточных автоматических линий, переходящих в безлюдные заводы-автоматы.
В этих линиях в одну общую систему будут увязаны основные технологические процессы с такими процессами, как транспортировка, коытроль продукции, упаковка, счет выпускаемых изделий и др. Это могут быть поточные линии обычного линейного типа, роторные линии, кольцевые ливны с нсцолъзованием промъппленыых роботов. Отличительной чертой машин-автоматов и систем автоматического действия ближайшего будущего будет высокий уровень управления имн по самым различным параметрам, критериям и показателям. Системы управления в зависимости от того, какие требования предъявляются к управляемому объекту, и от условий, в которых он работает, могут иметь логические элементы электронного, пневматического, гидравлического ы механического типов.
Системы управленим могут содержать блок памяти и блоки, обеспечывающне автоматическую подиастройку и адаптаиию управляемых объектов, позволяющые качественно выполнять требуемый технологический процесс пры изменившихся внешних условиях. Так как при решении задач синтеза механизмов мы имеем дело чаще всего с многокрнтернальными системами, то задачи синтеза связаны обычно с поиском оптимальных вариантов. Нахождение оптимальных вариантов нлн областей, в которых существуют эти варианты, требует развития теории оптимального синтеза мехаиизмов. Решение подобных задач, как правило, возможно только с помощью ЭВМ, а это требует разработки соответствующих алгоритмов и программ, особенно пры анализе и синтезе мехаиизмов передач.
Здесь в первую очередь надо отмеппь необходимость дальнейшего развития синтеза зубчатых зацеплений, особеыно пространственных. Необходимо также дальнейшее развитие теории и методов проектирования сложных зубчатых редукторов с планетарными и дифференциальными схемами. Быстро развиваются теория н методы синтеза волновых передач. Почти все отрасли промышленности нуждаются в надежных механизмах с бесступеычатым изменением передаточыых функций. Должна получить развитие теория механизмов, осуществляющих движение с остановками, типа мальтийских, храповых, рычажных и пр. Задача сынтеза системы привод — ведомый механизм, одна из г4 основных задач теории механизмов и машин, должна ставиться и решаться по-новому ыа основе использования современных вычислительных алгоритмов и вычислительной техники. Это относится в первую очередь к весьма распространеыыым системам, в которых применяется гидравлический или пневматический привод линейного ылы вращательного движения.
Что касается выбора оптимальной структуры системы, то на первых стаднях следует опираться ыа знания и опыт проектировщика, быстро возрастающие в условиях пшрокого использования диалога человек — ЭВМ, сопоставления различных структур с оптимизированными (а ые произвольно выбранными) параметрами, накопления ннформацни о предельных возможностях того или иного варианта.
В последние десатилетия существенно повысились рабочие скорости машин, что привело не только к увеличению динамических нагрузок на звенья механизмов и рабочие органы машины, но и к существеныому увеличению уровня вибраций и поро1кдаемого вибрациямы шума.
Вибрации сопутствуют работе любой машины, поэтому в наследные годы нроблема виброзаияоны машин и снижения уровня и«ума машин также изучается в курсе теории машин и мехаыизмов. При этом следует отметить, что изучение динамики систем «человек — машина — среда» также становится предметом теории машин и механизмов. Эта задача особенно актуальна для разработки эффективных средств виброзащиты человека-олврафюра, управляющего высокоскоростными современными транспортными средствами и летательными аппаратами, а также машинами вибрационного прн1щнпа действия. В этих машинах резонансные и вибрационные эффекты дают возможность построить высокоэкономичные и высокопроизводительные машины для разработки твердых горных пород, виброизмельчения, виброперемешиваыия, вибросепарирования, вибротранспортировки сыпучих сред, виброформовки, вибропроката железобетонных изделий и др.
Повышение энергетических, силовых и скоростных характеристик машин автоматического действия, высокие требования к их точности и надежности обусловливают развитие в ближайшие годы методов динамического исследования и расчета машин как в стацыонарных (установившихся), так и в переходных режимах. Особое значение изучение неустановившихся режнмов имеет для транспортных машин, грузоподъемыых машин, вибромашин и др.
Большое значение для техники ымеет развитие динамики машин с переменной массой звеньев, например при исследовании технологыческих. машин с изменяемой массой обрабатываемого объекта: конвейеров, погрузочно-разгрузочыых, печатных, намоточыых машин. Не талыш массы могут быль переменными, но и сама структура механизмов в отдельных случаях может изменяться. Особую роль в развитии динамики мантии играют вопросы колебаний. С одной стороыы, это вопросы борьбы с вибраииями путем создания виброустойчивых конструкций машиы и механизмов, 15 с другой — это использование резонансного эффекта вибраций для выполнения различных технологических процессов и создание новых вибравионных механизмов, обладающих требуемыми кинематическими характеристиками.
Как отмечалось, вибрации сопутствуют работе всех машин и часто оказываются причиной, сдерживающей дальнейший прогресс в той или иной области техники. Так, дальнейшее увеличение быстроходности высокоскоростных роторных машин ограничено, в частности, вибростойкостью ротора и подшипвиковых опор, повышение мощности паровых и газовых турбин — вибрациями лопаток последних ступеней, создание мощных вертолетов — колебаниями рабочих лопастей, повышение точности металлорежущих станков — вибрациями режущего инструмента н станины, создание высокоточных и надежных систем автоматического управления — вибрациями ее отдельных элементов. Вибрации вызывают большие напряжения в конструкциях, что приводит к их поломкам и разрушениям главным образом усталоствого характера и, как следствие, к серьезным авариям.
Вибрации являются источником вредного шума: шум ве только вредно влияет на фвэиологнго человека, но и приводит к так называемой акустической усталости материала. Вибрации искажают основное движение элементов машин, механизмов и систем управления по предписанным кинематическим законам, порождают неустойчивость заданного закона движения и часто приводят к отказу всей системы управления машиной. Вибрации машин оказывают непосредственное физиологическое влияние на человека, снижыот его фувкцвональну1о деятельность и работоспособность, поражают отдельные системы живого организма.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
