Способ управления манипулятором промышленного робота

 

Использование: в манипуляторах промышленных роботов. Сущность изобретения: в способе управления манипулятором промышленного робота определяют расчетные (номинальные) законы изменения обобщенных скоростей всех приводных двигателей, а также мощности этих приводных двигателей, получают действительные (измеренные) обобщенные скорости всех приводных двигателей, а также действительные (измеренные) мощности этих приводных двигателей, сравнивают расчетные мощности с действительными (измеренными ) и по сигналу рассогласования между ними формируют сигнал управления приводными двигателями. 15 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ял В 25 J 11/00, 9/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4917891/08 . (22) 18.02.91 (46) 15.05.93. Бюл. N 18 (71) Белорусский политехнический институт (72) И.П.Филонов, Ю.Б.Герасимов, А.А,Черкас и г1,В.Курч (56) Авторское свидетельство СССР

М 1318391, кл, В 25 J 9/16, 1987. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА (57) Использование: в манипуляторах промышленных роботов. Сущность изобретения: в способе управления манипулятором

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в манипуляторах промышленных роботов, в частности для механизации вспомогательных операций процессов сборки, окраски и т.п, Цель изобретения состоит в повышении точности отработки закона движения схвата и повышение надежности за счет возможности формирования расчетных силовых и скоростных характеристик отдельных приводов с учетом их кинематики, а также с учетом массово-геометрических характеристик всех подвижных звеньев при отработке требуемого закона движения схвата.

Поставленная цель достигается тем, что в манипуляторе предусматривается возможность получения для каждого из приводных двигателей четырех величин в виде напряжения, два из которых изменяются прямопропорционал ьно расчетной (номинальной) мощности Рр и расчетной (номинальной) частоте вращения двигателя вр, а вторые два напряжения измеряются прямо., 50 „„1815209А1 промышленного робота определяют расчетные (номинальные) законы изменения обобщенных скоростей всех приводных двигателей, а также мощности этих приводных двигателей, получают действительные (измеренные) обобщенные скорости всех приводных двигателей, а также действительные (измеренные) мощности этих приводных двигателей. сравнивают расчетные мощности с действительными (измеренными) и по сигналу рассогласования между ними формируют сигнал управления приводными двигателями. 15 ил. пропорционально действительной (измеренной) мощности приводного двигателя

Рмех и действительной (измеренной) частоте вращения данного двигателя Csex эти четыре сигнала попарно сравниваются и сигналом их рассогласования производится выравнивание действительных (измеренных) мощности и частоты вращения двигателя относительно расчетных (номинальных) их значений.

На фиг. 1 изображена схема манипулятора с тремя степенями подвижности; на фиг. 2 — схема сил и моментов, действующих на звено 3 манипулятора с деталью 6 (перемещаемым грузом), расположенной в схвате

4; на фиг. 3 и 4 — схемы сил и моментов, действующих на звено 2 и звено 1 соответственно; на фиг. 5 — схема, поясняющая выбранный закон изменения скорости схвата

4 манипулятора; на фиг. 6, 7 и 8 — законы изменения обобщенных скоростей, в соответствии с выбранным законом движения схвата 4 манипулятора вдоль заданной тра1815209 ектории; на фиг. 9, 10 и 11 — законы изменения управляющей силы RY з и управляющих моментов каналах приводных двигателей (звена

2 манипулятора M " n, звена 1 MY" o, обес. печивающих относительные движения соответствующих подвижных звеньев в соответствии с выбранной траекторией схвата 4 и закона изменения его скорости; на фиг.

12, 13 и 14 — расчетные (номинальные) законы изменения мощностей трех приводных двигателей с учетом постоянных потерь (кривые

2); на фиг. 15 — блок-схема системы управления по мощности.

Манипулятор содержит подвижные звенья 1, 2 и 3, схват 4, установленный неподвижно на звене 3, станину 5, а также перемещаемую деталь 6.

Как известно, перемещение объекта в пространстве может быть реализовано тремя обобщенными координатами. В качестве обобщенных координат выбирают угловые или линейные перемещения звеньев. В лю-. бом сочетании вращательных и поступательных кинематических пар может быть реализовано перемещение тела в пространстве. Оно может быть реализовано и при наличии только 3-х поступательных или 3-х вращательных. Таким -образом, если рассмотреть манипулятор со степенями подвижности >3, например 5, то выбирают 3 основные (любые, как указано выше). остальные (в данном случае 2) "эамораживают" или используют для ориентации тела в пространстве или других целей.

Неподвижная система координат

XoYoZo с началом в точке О, совпадающей с центром вращения кинематической пары, образованной звеном 1 со станиной 5, подвижная система координат Х> У<2> связана со звеном 1 таким образом, что начало ее (точка 01) совпадает с точкой О, а ось 2> направлена вдоль звена 1, система координат XzY222 выбрана таким образом, что ее начало (точка Oz) совпадает с центром вращения кинематической пары В, образованной звеном 2 со звеном 1, а ось 2г направлена вдоль направляющих звена 2, в которых движется звено 3 поступательно, так что оси Zz и 2з совпадают, а начало (точка

Оз) системы координат ХзУз2з движется вдоль оси 22, таким обраэрм, манипулятор (фиг. 1) имеет возможность реализовать движение схвата 4 в пространстве с помощью трех обобщенных координат и†угла поворота звена 1 относительно станины 5, аз =az> — угла поворота звена 2 относительно звена 1 и Ззг — перемещение звена 3 в направляющих звена 2. На фиг, 1 изображена также траектория точки D детали 6, например, центры масс детали, установленной в схвате 4 неподвижно.

Движение точки D вдоль выбранной траектории задается координатами Xp, Yp, Zp, а

5 также радиусом-BBKTopoM fp и его углами поворота прецессии Ч > и нутации C+.

В основу функциональной взаимосвязи обобщенных координат с координатами точки 0 траектории схвата 4 положено пред10 ставление вектора го=Хо!+т о)+2оГв неподвижной системе координат с помощью углов (см. фиг. 1).

Vb=arctg(Yo/Xp) 15 .-..«« «=.;,—.

Как видно из фиг. 1 обобщенные координаты а1о, Su, аз1 могут быть определе20 ны из условия rp=l1+TBp замкнутости векторного. контура, которое выполняется в каждой точке D траектории схвата 4. После некоторых преобразований получают следующие соотношения:

Л Й а10 = — — 9p = — — агсея (Yp Xp)

2 2

Ззг =(во =

30 (+ во -ro аз1 =а21 =л — arccos (2) (1 во

35 гдего- — длина звена 1 манипулятора.

Каждому закону изменения скорости . точки О Vp=Xpl+Yp)+Zpk вдоль ее траектории соответствует свой закон изменения уг.40 лов Ч о ибО во времени. т.е.

Cb— (3) Обобщенные скорости могут быть пол50 учены дифференцированием уравнений (2) по времени. После преобразований получают х т„- гх с4о - Vs

Х,+Y

, и,- Е; (с„ью 9р+ гц вр со5 О@1

55 ее„(е,.е„q-е, (е,,е ., 1 е г а а сС «сс «

««:.1«; —;, .

1815209

5 X s3, У(s3, Z()зз — проекции вектора

" (о) (о) " (о) ускорения as2 точки на оси неподвижной системы координат XoYoZo

Все компоненты уравнения (7) в неподвижной системе координат.

10 Ускорение азз точки $3 представляют в виде

+ бурю о $ >

+ Чп — ->

d$

+Ч о$32 о ао аю = — аю

Vo ар 31 = — йз1

$32 = — $32 ао

Vo (5) dVo где а(:>= ускорение точки 0;

d$ — приращение пути (перемещения) точки 0 вдоль траектории;

Таким образом, исходными данными для определения реактивных силы и моментов в подвижных звеньях манипулятора являются скорость Чо и ускорение ар точки 0 центра масс детали 6 при перемещении по заданной траектории, а также его массовые 25 и геометрические характеристики, Это позволяе-. положить в основу силового анализа метод кинетостатики. Равенство нулю главного вектора сил, действующих на звено 3 манипулятора (см. фиг. 2) дает следую- 30 щие уравнения равновесия в неподвижной системе координат:

«а(газ=((»зо) àa()rs5 а()гз3=$()32 К

COSY > 5O5»!s> 5»«о (н„)-COSh>o COS Ыз> COSH>о

-CO5 K«5O»> >, 5iO М1o S>>> >> Ç

COS 0(, 5i >> 0(y> О

R 23+F и +О 3+Р иО+О 0=0 (6)

35 где Я(о) — сила реакции в соединении звена

23»

3 со звеном 2;

F() ç — сила инерции звена 3;

«G(3 — сила тяжести звена 3;

«Р() о — сила инерции детали 6; 40 G(0 o — сила тяжести детали 6;

Все компоненты уравнения (6) заданы в неподвижной системе координат Xo YoZo.

Уравнение (6) в координатной форме представляют в виде

45 к " х " о х" о

55>> и>

Д " .,Ф"5 + О,т + О

2ЪЧ 5 55

< 1 ° >ol Я "

Й55 55 3 Z>

Мо23--М p+M зз — М зз — M 3-M o, (8)

G го) где М о=г )o х Go — момент силы тяжести детали 6: и -,о) и

М п=г )p x F o — момент силы инерции

F>lp детали,6;

6 =-го)

55 М s3-г )зз х Оз — момент силы тяжести

Оз звена 3

М"зз=г )зз x F — момент силы инерции

Риз.

° Xp Xp + Yp Yp + Zp Zp где ro—

Используя связь производной обобщенной координаты по времени с производной по параметру $, обобщенные ускорения представляют в виде

ГдЕ й(о)2ЗХ, й®23у, R(0)2ÇZ — ПрОЕКцИИ СИЛЫ реакции в соединении звена 3 со звеном 2 на оси неподвижной системы координат

XoYoZo; тз- масса звена 3;

mp — масса детали 6:

Хо, Yp, Zo — проекции вектора ускорения точки D на оси неподвижной системы координаты ХоУо2о

G3.=rn3g; Go=mog, где g — ускорение свободного падения;

$3 — точка центра масс звена 3; —,.„ dN),.„-,„- „, +ОЙ) хЖ() хй(о) х г() +40)x ã() где rs3 — радиус-вектор точки $3 центра масс звен.а 3, матрица преобразования векторов, заданных координатами в системе координат

ХЗУ32з в координаты, заданные в неподвижной системе координатXoYoZo, W3 — угловая скорость звена 3, V>s3.— скорость поступательная точки $3, в координатной форме W3 и Ч>-в

>ol (ol а5 М Ч„

<о> «а> у = coS+>a ) Ч>- Й> 0

"5M >о

W в V (o>

i 53Z ÚZ е 3=dW 3tdt- угловое ускорение зве(о) (о) на 3.

Реактивный момент М23, действующий на звено 3 со стороны звена 2, в неподвижной системе координат определяют из уравнения

1815209

R12=R23 62

M12=M23 — Ми2 . j

R 234+03)R 23; (12) (91

M 23=(1чоз)М 23, (10) R 23

Мзи=(йзо)((! эз) е 3+ЧЧз х (! ВЗ)ууз) - инерционный момент звена 3 неподвижной системы координат (ls3) — тензор инерции звена 3 относительно его центра масс Яз.

Полученные значения проекций реактивных сил и моментов звена 3 по формулам (7) и (8) в неподвижной системе координат

XoY0Zo не дают представления о распределении реактивных сил и моментов в системе координат ХзУз2з, связанной со звеном 3.

Поэтому производи тся преобразование векторов R 23 и Могз вычисленных в неподвижной системе координат XoYoZ0 в систему координат ХзУ323 следующим образом: где (Мозийзо) — матрица преобразования векторов, заданных координатами в системе координат XoYoZo в координаты, заданные в системе координат ХзУ323 " )

Преобразование вектора R )гз, получаемого из уравнения (7), в проекциях на оси неподвижной системы координат

XoYoZo в систему координат ХзУз2з уравнение (9) пузвол е)т выделить его движуу щу ю н гз=й гз2 (3) и собственно реактивную R гз= составляющие. Определяют законы изменения R 23 и R 23 в функции от пути (длины

R траектории точки D) посредством решения уравнения (9) в фиксированных точках траектории. Аналогично, решая уравнение (10), в фиксированных точках траектории точки, выделяют реактивные составляющие

М " гзх, М гзу, М 23z и получают закон изменения собственно реактивной составляющей в функции от пути

Определение законов изменения движущих и реактивных сил и моментов звена

3 в функции от пути позволяет оценить динамическую нагруженность звена 3 при перемещении схвата 4 вдоль траектории заданной с заданными ускорениями и скоростями.

Определяют заксен изменения управляющей силы R 23=--R гз в функции от пути. упр В

Для этого график Ф 23, построенный в функции от пути, отражают симметрично относительно оси S. Полученный в результате отражения график представляет собой уп равляющую силу звена 3.

Аналогично определяют значения движущихся и реактивных сил и момент ов в

5 соединении звеньев 2 и 1, определяют законы их изменения функции от пути. Для звена 2 (см..фиг, 3) уравнения равновесия в векторной форме в неподвижной системе координат представляют в виде

И12+ 32+62=0 )

М12+Мзг+Миг=0 J (11) Учитывая, что нзг=-R23 и М32=-М23, то

15 (11) записывают в виде

20 где R12 -сила реакции в соединении звена

2 со звеном 1;

R23 — находят из уравнения (7);

G2 — сила тяжести звена 2;

M12 — момент, действующий на звено 2

25 со стороны звена 1:

М2з — момент, действующий на звено 3 со стороны звена 2, ходят из уравнения (8);

Миг — момент силы инерции звена 2.

30 Ми2=(йго) ((ls2) 3+уЧз х (Is2)W3) (ls2) — тензор инерции звена 2 относительно его центра масс S2.

Векторы R12 и М12, вычисленные пофор35 мулам (12) в неподвижной системе координат XoY0Zo, преобразовывают в систему координат X2Y2Z2 следующим образом:

В()12=(мог)Я()12 l

40 М )12=(Мог)М" 12 I > (13) где (N02)=(N20) — матрица преобразования векторов, заданных координатами в системе координат ХоУ020 в координаты, задан-, 45 ные в системе координат X2Yq22.

Выделяют движущую М 12=М 1гх и собственно реактивную M 12=

= (12 v) (z) составляющие мо50 мента звена 2. Определяют законы изменения M 1г, М 12, а также R 1г =

R R в функции от пути. 0предаляют закон из11енения управ55 ляющего момента МУ"Р12=-М 12 в функции от пути. Для этого график М 12, построенЭв ный в функции от пути, отражают симметрично относительно оси S. Полученный в результате отражения график представляет

1815209

10 собой управляющий момент на валу приводного двигателя звена 2.

Для звена 1 (см. фиг. 4) уравнение равновесия в векторной форме представляют в виде 5

R01+R21+G 1=0 (14) М01+М21+Ми1+МА(н21)=0

Так как R21=-812 и M21=M12, (14) записывают в виде 10

R01+R21+G1 (15) М01+М21+Ми1+МА(Й2 1) > (Is1) — тензор инерции звена 1 относительно центра его масс S1. 30

МА(И2)=11 х R21 — момент силы реакции, R21 °

Все компоненты уравнений (14) и (15) заданы в неподвижной системе координат 35

XoYoZo.

Векторы R01 и М01, вычисленные по формуле (15) в неподвижной системе координат

Xo YoZo, преобразовывают в систему координат X1Y1Z1 следующим образом: и 1 01 (йо1)11 о 01

M . ot4Noi)M о1 (16)

45 где (1чо1)=(й10) — матрица преобразования векторов, заданных координатами в системе координат XoYoZo в координаты, заданные в системе координат Х1У1@

Выделяют движущую М 01=MIÚã 50 и с обственно реактивную М о1- (P (g составляющие моменты звена 1.

Определяют законы изменения M 01 ° 55

M 01, а 3Зкжегг 01 (Я01хЯ 1 (Rot v) 1 (ро 2)2 в функции от пути. Определяют закон изменения управляющего момента Му" 01=- 01 в функупр ЭВ ции от пути. Для этого график о1, построгде В01 — сила реакции в соединении звена 15

1 со станиной 5;

R12 — сила реакции в соединении звена

2 со станиной 5, находят из уравнения (12);

G1 — сила тяжести звена 1;

Mo1 — момент, действующий на звено 1 20 со стороны станины 5;

M12 — момент, действующий на звено 2 со стороны звена 1, находят из уравнения (12).

Ми1 — МОМЕНТ СИЛЫ ИНЕрцИИ ЗВЕНа 1 25

М.1=Рi110) ((1.1)% + А Х(1,1)ЧЬ) енный в функции оТ пути, отражают симметрично относительно оси S. Полученный в результате отражения график представляет собой управляющий момент на валу приводного двигателя звена 1.

Еще одним достоинством предложенного способа управления является то, что при расчете силовых и скоростных характеристик отдельных приводов графики изменить расчетных (номинальных) управляющих моментов М "Р01 и MY" 12 и расчетной (номинальной) управляющей силы F"" 2ç, а также расчетных (номинальных) угловых а10 и а21 и линейной Язг скоростей, мы строим в функции от пути S, а не от времен и у. П ре имуществ о за кл ю чается в том, что ведя расчеты по S. а не по t, для любого закона изменения скорости схвата вдоль заданной траектории v=v(S) можно легко определить быстродействия по форт муле t= fdS/v(S) и значительно легче выйти о на закон изменения силы инерции перемещаемого объекта по формуле

Fg- Mo v ° v, ! где v =dv/dS, а дальше и увязать пройденный путь со временем (погрешностью позиционирования во времени) с учетом зависимости

At =tl+1 — tl =

Sl +1 — Sl

Vl +1 — Vl и погрешностью по скорости с учетом зависимости

Vl +1 — Vl

Лv =

Sl + 1 — Sl

Закон же изменения силы инерции кладут в основу определения динамической нагруженности приводных двигателей. При этом значения выбранных обобщенных координат, как и обобщенных скоростей определяют также в функции пути S, т.е. в функции траектории центра масс перемещаемого объекта.

П р и.м е р, Исходные данные: траектория схвата — прямая линия, проходящая через начальную и конечную точку Он (0,289;

0,498; 0,805), Ок (О; 1; 0,65); размеры звеньев манипулятора 11=1 м, 1вп=1,6 м (размерами звена 2 можно пренебречь); массы звеньев т1=17 кг, т2=1,3 кг, аз=15 кг; масса перемещаемой детали гпп=5 кг; начала подвижных систем координат, связанных жестко с подвижными звеньями, расположены на осях их относительного вращения. при этом оси Z этих систем координат направле1815209

12 ны вдоль звеньев; координаты центров масс

-подвижных звеньев расположены в их середине; координаты центра масс детали 6 рас- . положены на линии DH-D, быстродействие (время отработки траектории Он — 0 } Т=6 с; длина траектории S=0,6 м; движение схвата вдоль траектории D„-D„задано в виде тра- пецеидального закона (см. фиг. 5) с участком разгона (tpa r=1/4 Т) равномерного движения (tpy=1/2 Т) и участком торможения (1торм=1/4 Т), Vm=0,133 м/с.

По полученным зависимостям (5), (9), (10), (13), (16),;определяющим функциональную взаимосвязь обобщенных координат, а также их скоростей и ускорений с движущими и реактивными силами и моментами, возникающими в подвижных звеньях манипулятора, составлена программа на

ЭВМ. По результатам численного исследования рассматриваемого примера с помощью ЭВМ построены графики законов изменения обобщенных скоростей в соответствии с выбранным законом движения схвата вдоль заданной траектории (см. фиг.

6, 7 и 8).

На фиг. 9 представлен график закона изменения управляющей силы

R""p23=-R® з, обеспечивающей относительное движение звена 3 в соответствие с заданной траекторией .схвата и закона изменения его скорости. На фиг. 10 и 11 представлены графики законов изменения управляющих моментов на валах приводных двигателей (звена 2.манипулятора

М""рn=-M и, звена 1 — М""ро1=-М о1) соответственно, обеспечивающие относительные движения соответствующих подвижных звеньев в соответствии с заданной траекторией схвата и закона изменения его скорости. На фиг. 12, 13 и 14 — представлены законы изменения мощностей трех приводных двигателей (кривые 1), а также законы изменения мощностей с учетом постоянных потерь, всегда присутствуют как в приводе, так и в передаточных механизмах (редукторах и т.д.) (кривые 2). На фиг. 15 представлена блок-схема системы управления.по мощности, структуру и способ функционирования которой мы рассмотрим более подробно.

Блок-схема системы управления по мощности одного из приводных двигателей, например, приводящего во вращение звено

1 (см. фиг. 2), представлена на фиг. 15. Данная схема содержит главный контур управления, состоящий из программируемого функционального генератора 1, электрически связанного с катушкой 2 электромагнита, имеющего сердечник 3 и подвижный общий якорь 4, который жестко соединен с

50 движения схвата вдоль заданной траектории программируемый функциональный генератор 1 формирует электрический сигнал, напряжение которого Ut прямопропорционально расчетному (номинальному) закону

55 изменения мощности рассматриваемого приводного двигателя (рис. 9, кривая 1), а программируемый функциональный генера-. тор 19 формирует электрический сигнал, напряжение 02 которого прямопропорционально расчетному (номинальному) закону

45 планкой 5, изготовленной из магнитомягкого материала, которая перекрывает часть воздушного зазора магнитопровода в магнитной цепи, содержащей катушку 7, включенную последовательно в электрическую цепь обмотки управления 8, двухфазного асинхронного двигателя переменного тока

9, имеющего к тому же обмотку возбуждения 10, на валу приводного двигателя 9 размещен тахогенератор 11, электрически соединенный через реостат 12 с блоком перемножения аналоговых величин 13, а на выходном звене редуктора электродвигателя 9 размещен тензодатчик 14, электрически соединенный с усилителем 15, который также электрически соединен через реостат

16 с блоком перемножения 13. Если относительное движение звена соответствующего приводного двигателя является возвратнопоступательным, тензодатчик 14 может быть заменен соответственно датчиком, вырабатывающим электрический .ток, прямопропорциональный движущей: силе, приложенной к этому звену, перемножитель

13 электрически соединен с катушкой 17 электромагнита, имеющего сердечник 18 и общий подвижный якорь 4, вспомогательный контур управления состоит из nporpaMмируемого функционального генератора 19, электрически связанного с катушкой 20 электромагнита, имеющего сердечник 21 и общий подвижный якорь 22, который жестко соединен с планкой 23, изготовленной из магнитомягкого материала, которая перекрывает часть воздушного зазора магнитопровода 24 магнитной цепи, содержащей катушку 25, включенную последовательно в электрическую цепь обмотки управления 8 двухфазного асинхронного двигателя 9, та хогенератор 11 через реостат 12 электрически связан с катушкой 26 электромагнита, имеющего сердечник 27 и общий подвижный якорь 22, устройство управления двигателем 28 электрически связано с обмоткой управления 8.

Принцип работы блок-схемы системы управления по мощности состоит в следующем.

В соответствии с необходимым законом

1815209

14 изменения угловой скорости рассматриваемого приводного двигателя (рис, 6), тахогенератор 11 преобразует частоту вращения двигателя сне„в напряжение 04, которое при помощи реостата 12 выравнивается по величине с напряжением Uz, тензодатчик преобразует крутящий момент двигателя в. ток; который проходит через усилитель 15 и при помощи реостата 16 выравнивается до такой величины, которая при перемножении с напряжением 04 в блоке 13 давала бы на его выходе сигнал, напряжение которого

0з изменялось бы прямопропорционально действующей (измеренной) мощности Рмех и по величине соответствовало бы напряжению 01. Устройство управления 28 изменяет напряжение Uy обмотки возбуждения в соответствии с требуемым жестким режимом работы приводного двигателя. Если по каким-либо внутренним причинам (уменьшением или увеличением переменной мощности потерь как в двигателе, так и в редукторе) произошло уменьшение (увеличение) действительной (измеренной) мощности двигателя PMex Ao сравнению с . расчетной (номинальной) Рр, тогда соответственно станет меньше (больше) по абсолютному значению напряжения 0з, поступающее с блока 13 и эапитывающее катушку 17, по сравнению с напряжением

01. поступающим с блока 1 и запитывающим катушку 2, произойдет нарушение равновесия, тяговое усилие Fz станет меньше (больше) тягового усилия F>, под действием силы F= 2 Ft + Рг общий якорь 4 начнет двигаться влево (вправо), в результате чего произойдет увеличение (уменьшение) воздушного зазора магнитопровода 6 магнитной цепи, что вызовет увеличение (уменьшение) магнитного сопротивления данной магнитной цепи и соответственно уменьшение (увеличение) реактивного сопротивления катушки 7, что приведет у уменьшению (увеличению) мощности теряемой на данной катушке и соответственно вызовет дополнительное увеличение (уменьшение) мощности, поступающей на обмотку возбуждения, что приведет к увеличению (уменьшению) мощности, подводимой непосредственно к двигателю и увеличению (уменьшению) мощности Рмех, снимаемой с двигателя, равновесие мощностей Рр-Раек и соответствующих им напряжений 0 =0з восстановится.

Однако равенство мощностей Pp=PMex не означает,.что двигатель 9 будет вращаться с необходимой угловой скоростью в ей -вр, для их выравнивается и необходим вспомогательный контур управления, который работает следующим образом. Тахогенератор 11 преобразует частоту вращения двигателя й)мех в напряжение 04, запитывающее катушку 26, если частота вращения ротора электродвигателя вме„ станет меньше расчетной (номинальной) частоты o)p тогда соответственно станет меньше (больше) по абсолютному значению напряжение 04 по сравнению с напряжением Ug, поступающим с блока 19 и запитыва5

10 ющем катушку 20, произойдет нарушение равновесия, тяговое усилие одного электромагнита F2, станет меньше тягового усилия другого электромагнита Ft, под действием

1 (15 силы F = + F1+ Fz общий якорь 22 начнет двигаться влево (вправо), в результате чего произойдет увеличение (уменьшение) воздушного зазора магнитопровода 24 магнитной цепи, что вызовет увеличение (уменьшение) магнитного сопротивления данной магнитной цепи и соответственно уменьшение (увеличение) реактивного сопротивления катушки 25, что приведет к. уменьшению (увеличению) напряжения, теряемого на данной катушке, и соответственно вызовет дополнительное увеличение

25 (уменьшение) напряжения, поступающего на обмотку возбуждения, что приведет к увеличению (уменьшению) частоты вращения двигателя.. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности отработки закона движения и повышения надежности. измеряют фактичеТаким образом, приведенный способ управления манипулятором позволяет решить поставленную цель, заключающуюся в повышении точности отработки закона движения и повышения надежности за счет воэможности определения расчетных (номинальных) законов изменения обобщенных скоростей всех приводных двигате40 лей и моментов (сил) всех приводов манипулятора, а также мощности этих приводных двигателей и измерения фактических моментов (сил) приводных двигателай, а также фактических мощностей, развивэе45 мых этими двигателями, сравнения расчетных и фактических мощностей. а также расчетных и фактических обобщенных скоростей и по сигналу рассогласования между ними формирования дополнительного сиг50 нала управления приводными двигателями.

Формула изобретения

Способ управления манипулятором промышленного робота, заключающийся в том, что посредством системы управления

55 формируют закон движения схвата и отрабатывают его приводами манипулятора, о т. 15

1815209

1 ские обобщенные скорости и фактические моменты приводных двигателей, а также фактические мощности, развиваемые этими двигателями, а сигнал управления приводКю ными двигателями формируют на основании результатов сравнения измеренных величин с их расчетными значениями, определенными заранее.

1815209

005

1815209

1815209

Составитель И.Филонов

Техред M.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор Г.Бельская

Заказ 1615 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государ ..гяенногп комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ C;(.C, P

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производстве но и д ге ьс г и комбинаг "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101