123888 (598595), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

а) обязательно ;

б) необязательно ;

в) автономное движение .

– совмещение выходным звеном механизма различных технологических операций:

а) имеется ;

б) не имеется .

– вид движения выходного звена механизма:

а) возвратное ;

б) замкнутое .

– траектория выходного звена механизма:

а) прямая линия ;

б) дуга окружности ;

в) линия, проходящая через m характерных точек ;

г) линия, в определенной своей части соответствующая требуемой траектории ;

д) шатунная кривая ;

е) сателлитовая кривая .

– траектория выходного звена рабочего органа PC, функционально взаимодействующего с моделируемым механизмом:

а) прямая линия ;

б) дуга окружности ;

в) линия, проходящая через m характерных точек ;

г) линия, в определенной своей части соответствующая требуемой траектории ;

д) шатунная кривая ;

е) сателлитовая кривая .

– наличие выстоев при движении выходного звена механизма:

а) не имеется ;

б) имеется один выстой ;

в) имеется два выстоя ;

г) имеется m‑е количество выстоев .

– выстой выходного звена механизма обусловлен:

а) конструкцией самого механизма ;

б) применением вспомогательного устройства .

– механизмы, применяемые для получения выстоя:

а) храповой механизм ;

б) мальтийский механизм ;

в) стержневой механизм ;

г) кулачковый механизм ;

д) зубчатый механизм ;

е) механизм автоматического включения и выключения .

– количество законов движения у выходного звена механизма:

а) один закон ;

б) два закона ;

в) три закона .

– тип механизма:

а) кривошипно-ползунный механизм ;

б) механизм шарнирного четырехзвенника ;

в) кулисный механизм ;

г) зубчатый механизм ;

д) кулачковый механизм ;

е) зубчато-рычажный механизм .

– способ захвата выходным звеном механизма транспортируемого им технологического объекта:

а) механический ;

б) электромагнитный ;

в) пневматический .

– форма выходного звена механизма:

а) прямолинейная ;

б) фигурная .

Отметим, что как количество параметров, так и число их независимых свойств могут быть изменены в зависимости от конкретной задачи, которую ставит перед собой разработчик или заказчик, но при этом общий принцип определения матриц-строк сохраняется.

Полученная морфологическая матрица имеет следующий вид:

Произведем оценку полного числа решений исполнительного механизма PC по формуле полученной системы матриц:

Проведем сокращение числа альтернативных вариантов в системе матриц посредством исключения наименее эффективных и наименее перспективных технических решений. Следует заметить, что это еще не означает, что данные решения являются наихудшими, т. к. сокращение альтернативных вариантов в морфологической матрице произведено на основании сравнительного анализа имеющихся патентов и существующих конструкций PC, обслуживающих текстильные машины поточной линии прядильного производства, а также практического конструкторского опыта авторов настоящей работы. Кроме того, рассматриваются технические решения отдельного исполнительного механизма, а не всего PC, включающие в себя также технические решения и других исполнительных органов данного манипулятора и их функциональную взаимосвязь. Поэтому на основании вышеизложенного общий вид морфологической матрицы сохраняем без изменений.

К сокращаемым альтернативным вариантам в отнесем следующие: , , , , , , , , , .

Произведем оценку числа возможных вариантов, которые можно синтезировать на основе морфологической матрицы при наложении на нее граничных условий проектирования, а именно исключения вышеперечисленных вариантов:

Для всего PC машины поточной линии прядильного производства оценка полных решений может быть проведена по следующей формуле:

,

где – количество исполнительных механизмов в проектируемом робототехническом средстве ( = 8).

Такой метод моделирования структурных схем исполнительных механизмов PC машин поточной линии прядильного производства создает основу для мышления в категориях основных принципов и параметров, что и обеспечивает эффективность его применения. Он является упорядоченным способом, позволяющим добиться систематического обзора всех возможных решений данной крупномасштабной проблемы. Метод структурирует мышление таким образом, что генерируется новая информация, касающаяся таких комбинаций, которые при несистематической деятельности воображения ускользают от внимания. Хотя данному образу мышления внутренне присуще убеждение, что все решения могут быть реализованы, при этом, естественно, многие из них оказываются сравнительно тривиальными.

1.3 Алгоритм моделирования траектории выходного звена исполнительного органа робототехнического средства

Одной из основных проблем, стоящих перед конструкторами, при проектировании робототехнических средств текстильных машин является получение сложной траектории выходного звена исполнительного органа для осуществления им технологической операции или перемещения рабочего тела.

Данные устройства должны обладать компактностью, иметь несколько одновременно работающих исполнительных органов и быть «жестко» привязанными к текстильной машине, поэтому применение PC общепромышленного назначения в текстильной промышленности нецелесообразно. В связи с этим встает задача разработки такого исполнительного механизма, который при минимальном количестве приводов имеет максимальное количество степеней подвижности и позволяет получить любую траекторию выходного звена. При этом должна иметься возможность повторения любой части траектории, что особенно важно для выполнения технологических процессов в текстильной промышленности, т.к. продукт текстильного производства, над которым производится действие, не исключается из рабочей зоны текстильной машины и технологического процесса. Кроме того, должно выполняться условие синхронизации работы исполнительных органов PC текстильной машины.

С этой целью, а также для снижения трудозатрат на проектирование данных устройств разработан алгоритм моделирования траектории выходного звена исполнительного органа PC текстильной машины, содержащий пять этапов реализации.

На первом этапе формируется массив текущих координат рабочего органа, закрепленного на выходном звене; предполагается выбор системы координат устройства относительно принимаемой базовой системы координат и выявления характерных точек плоскости перемещения рабочего органа, т.е. таких точек, через которые обязательно должны пройти рабочий орган и транспортируемое им тело при выполнении технологической операции. Далее выявляют или задают законы движения между характерными точками, предпочтительными являются:

– прямая линия;

– дуга окружности;

– кубический сплайн.

Следует заметить, что для прямой линии и дуги окружности достаточно наличия двух узловых точек, а для дуги окружности необходимо еще задаться радиусом кривизны для вычисления других точек массива текущих координат через определенный интервал. Кубическим сплайном можно получить любые траектории рабочего органа с требуемой степенью точности, для этого необходимо задаться требуемым количеством узловых точек.

Второй этап предусматривает формирование матрицы текущих координат рабочего органа и включает выявление последовательности прохождения им узловых точек с учетом приемов выполнения технологической операции. В результате получаем матрицу:

где первая строка – последовательность изменения координат по оси X; вторая строка – последовательность изменения координат по оси Y; индекс у соответствующего значения изменения координаты означает порядок проходимой рабочим органом узловой точки.

Третий этап содержит формирование матрицы скорости изменения текущих координат перемещения рабочего органа и предполагает определение времени всего цикла выполнения технологической операции транспортирования рабочего тела и дискретизации полученного значения либо на промежутки, соответствующие требованиям заказчика. При этом должны выполняться следующие соотношения:

,

где , , …, , …, – значения промежутков времени, необходимых для перемещения рабочего органа между узловыми точками; , , …, , …, – значение времени прохождения рабочим органом соответствующей узловой точки, отсчитываемое от начала времени цикла выполнения технологической операции.

В матрицу добавляем третью строку со значениями , , …, , …, и получим новую матрицу:

На четвертом этапе формируются матрицы законов движения входных звеньев исполнительного механизма, общие коды каждого сочетания, определяются массивы используемых сочетаний, а также матрицы каждого сочетания.

Совокупность сочетаний представлена в табл. 1, при этом каждому закону движения присвоен свой код. В обозначении общего кода первая цифра относится к закону движения первого звена, вторая – к наличию или отсутствию у него дополнительного закона движения, третья цифра – к наличию или отсутствию дополнительного закона движения у данного звена.

Таблица 1. Совокупность сочетаний законов движения входных звеньев исполнительного механизма

Закон движения первого входного звена	Закон движения второго входного звена		Общий код
Вращательный		Вращательный			1310 1013
		Возвратно-качательный			1320 1023
		Возвратно-поступательный			1330
Возвратно-качательный		Возвратно-качательный			2320 2023
		Возвратно-поступательный			2330

Определим изменение углов поворота ( или ) при вращательном законе движения с постоянной угловой скоростью . Имеем:

Характеристики

Список файлов книги