автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Разработка структур систем имитационного моделирования и управления вспомогательными роботами ПТО механообработки корпусных деталей

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, Ш05ЕИ ИКОНЫ И ТЗОШКСКОИ ПОЛИТИКИ -РСШ&СКОП ФЗДЕРАЦИИ

- шадширшм шщжмшкий институт

На »рапих рукописи уда бзх.о&б.згёах.з.об

БАМ1ЩИНА ШШ АЛДОСЗЕЯНЛ

РАЗРАБОТКА СТРУКТУР СЖТШ ШЖШИОШШ) МСУШШАШ И УПРАВЛЕНИЯ ВШОШГАТКНЬЩ-ЛИ РОБОТАМИ МО ШгКАШОШ'АШЖИ КОИГ/СНЫХ ДВТАЛЕй

Специальность 05.02.05 - Роботы и мдиину,,ятсц"ы

дш'шрат дяоеоргшш на осшачалисз учоиоА отошли кандидата •дшшоркйх: наук

Владимир 1992

)

Работа выполнена на кафадре робототехники и автомат кзировашш: производств Владимирского политехнического института и во Владимирском производственном объединении "Техника"..

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Еюров И.Н.'

f Офццдальнна, оппоненты - доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки и техники РСФСР Медведев B.C. - кандидат технических наук, доцент . Подураев Ю.В.

Ведущее предприятие - ВНЯ1ГОШ

Защита состоится " 9 " илснЛ- 1992 года в 10 час.

_ мин. на засадаши специализированного совета Д063.42.03

в Московском стаккокнструменгашюм институте по адресу: I0I47I, Me за, K-BSj'Вед!Овски{5 пер,, .За»

G диссертацией можно ¿знакомиться в Ом&цшнйе Мооиэвекош aiffiutoi'.iiaTpj-MQHTiuibHQro йнотюу^й.

разолан ............ 1992 года.

Учешк секретарь Спишшшиироташюго Оэвзта кшущш 'НШМчо cjuu Лаук, доцоОТ «

¿укинов A.I1,

одш хАРжтттш раюш

Актуальность цабоу^. В настоящее время в подобиях рыночной кономики приоритетной областью механизации и автоматизации ма-иностроешш является серийное и мелкосерийное производство. Это ревде всего обусловлено, экономическими оообршэш1ями, более гас-ой связью производства и потребителя, заключающейся в адаптации ' роизводства к условиям выпуска товаров небольшими партиями с астыы изменением ассортимента в широкая диапазоне, т.е. необхо-имо в короткие сроки с минимальными затратами перестраиваться на ыдусн новой продукции в соответствии о колебаниями сл^са.

Высокий уровень автоматизации, в серийном производстве шкот ыть достигнут на основе широкою использования роботогехнщоскшс '• абких производственных систем (РШС), в которых роботы выполняют ранспортнке и вспомогательные Операции. Существенной особенностью роактирования таких систем является отсутствие этапа дзготовле-ия и испытания опытного образца. В то жа время существует мно-ество вариантов построения системы в зависимости от особенностей апологического процесса, требуемой производительности и оргаш-адионных условий, решение этого вопроса в условиях недостаточной щфораации на ранних этапах проектирования возыожш только с по-ющью моделирования.

Поэтому весьма вакнэь и актуальной в теоретическом и практики?, ом отношении. является задача разработки структур систем ими-'ащюшюго моделирования и управления вспомогательными роботами . НС. -Архитектура РШС разнообразна и про дотает непрерывно раздаться. В диссертационной работе рассматриваются вопросы проекти-ювания РШС механообработки серийного выпуска кораусных деталей. ) РШС такого типа дая автоматизации загрузки и снятия заготовок ■ ^пользуются сменные приспособления - палеты. Для смени инструмен-га применяют манипуляторы я промышленные роботы. Обработка деталей 1роизводится на станках типа "обрабатываний центр".

Цель и з адачи работа. Цель» работы является повышение э^ектив-юсти проектирования робототехничоскоИ гиоко^ производственной истемн механообработки корпусных деталей методами моделирования. 1ля достижения этой дела решаются следующие основные задачи:

I. .Анализ существующих методов и средств моделирования РШС.

- 2 ~г .

2. Разработка общей структуры системы моделирования РШС я реализация отдельных ее модулей.

3. Нахождение ом шаль ной стратегии управления транспортным роботам б .РШС. . , .'

4. Зибор алгоритмов управления а приводов робота, осуществляющего замену шструмаятов в спенном магазина обрабатывающего центра и моделирование приводов данного робота,

■ Методы -исследование. Работа выполнена с применением методов имитационного моделирования, динамического программирования, пдф-. рового моделирования, теории градов, надежности, аппарата диск-ре тшк цепей Маркова, методологии исследования -операций. Проварка теоретических результатов, алгоритмов и программных средств проводилась- методами моделирования на ЭхЫ. Адекватность созданных имитационных моделей проверялась сравнением результатов модала-. ровандя и даншк о работа реашгь'х производстванню: систем. Проверка резум агов шарового «оделироватя осуществлялась метода^ ш полунахурлого .экамгрймеята. "

]}£\уч.тая новизда/В процесса проведения теоретических и эхспе-рилептгьшных. исследований автором получена новые научно-техшчес-кие результаты. -

X. Предложена модульная структура системы имитационного моделирования для проектирования робототехничаской систолы и проведена программная реализация одного из ее модулей.

2. Разработана оптялальная стратегия управления тран спорт кш роботом в рэбототехнической гибкой производственной системе ыеха-нообработъи при любых загрузках оборудования.

3. Разреботаны алгоритма поэицаонно-силового управления дая с-х л 5-ти координатных промышленных роботов, выполняющих операцию замены инструментов в сменном магазина обрабатывающего центра

Практическая шнность. Результаты, полученные в диссертационной работе, позволяет повысить эффективность проектирования РШС за счет обеспечения возможности качественного принятия решений и сокращения сроков разработки системы.

' Реализация 'сезтаьтатов работы. Разработанные программы системы имитационного ыодедированая для "проектирования роЗототехничесхой ГиС механообработка корпусных дэтадэй внедрены.ю Владимирском ■ «рокььлдствешоа. объедилвдаи "Техника" ври проектировании ГМ-25 с »кокомачоскды э^ктси 35130 руб. Внедрение результатов диссер-

, ■ - 3 -

ационной работы подтпзрядено актом внедрения с приложением рзс-0та годового экономического эффекта. J

Апробация работы. Основные положения диссертадоонной работы складывались и обруэдались на Моск'оёской городской конференции олоднх ученых и специалистов "Роботы и их применение в народном оэяйстое", Москва, 1987 г.; на Всесоюзной конференции "Конструк-орско-технологичвская информатика,' автоматизированное создание яшн и технологмй"., Москва, 19Ь7 г.; на УЙ Всесоюзной научно-ехнической конференции "Состояние и перспективы совершенстьова-ия разработки, производства и применения низковольтных электро-, вигателей переменного тока", Суздаль, 1968 г.; на научно-техни- . еских семинарах кафедры "Робототехника м механотроника" Москов-кого стайкойнструментального института,- Москва, I9B6 - 1990 гг.

Публикации, объем работы. По теме диссертации опубликовано 4 аботы и 3 отчета. Диссертация состоит из Еведения, 4 глав и за-лючения (основные результаты работы), изложенных на 141 страницах ашинопиенрго текста, содеряиг рисунков 37, таблиц II, список яи-эратуры из 77 наименования и 7 приложений.

Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Горбачеву B.C. за аучные консультации.

- СОДЕЖШЕ РАБОТЫ

Во введении.обоснована актуальность темы дассертационной рабо-ьг,.сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе дан анализ современного состояния вопроса премирования робототехнических гибких производственных систем ме~ анообработки. Отмечено, что задача исследования сложных систем, эторыми являются РГПС, на этапе проектирования требует примене-ш методологии системного подхода. Основными задачами анализа синтеза РГ1Ю при их разработке и эксплуатационных переналадках эляются следующие:

1. Определение основных характеристик проектируемой систе!.эд-[л заданной номенклатуре изделий и серийности их изготовления производительность , загрузка* оборудования)'.

2. Выбор структуры.

3. Выбор количества оборудования под заданную транспортно-но-зпительную систему.

4. Выбор структуры транспоргно-накопитель ной системы для за-данкоххэ набора оборудования.

Дается обоснованна необходимо ста применения моделирования на всех этапах проектирования РШС. Это один из наиболее мощных методов исследования сложных систем, которьй в последнее время становится неотъемлемой частью системы САД/САМ (системы дроекти-Хования и управления с помощью ЭШ). Для оценки альтернативных вариантов РШС на стадии разработки процесс моделирования можно разделить на два уровня. На первом осуществляется грубая оценка характеристик : анализ различных вариантов управления перемещением и транспортировкой обрьйативаеьвде деталей, определение.времени ожидания деталей в очередях, синтез конфигурации и хшпоновм системы. Для этого типа информации составляется относительно обобщенная модель, которая действует в соответствии с производственной программой, позволяет выявить основнке и характерные особенности'исследуемой систэмь. Это, так называемый, макроуровень, на котором применяется, в основном, цщнаидоннзо моделирование. 1.',ин- уровень предполагает болеа детадизаровашое иссдодр-ванш'системы, В этих случаях првдаачтительныма квлштся аналитические модели, на выходе которых дв^о¿мадия, необходимая сроен тироЬщпку ддя оптимизации характеристик системы.

Проведен обзор и анализ средств «дотационного моделирования, котсре могли бы быть пршошвд при проектировании РШС: даь'ки программирования высокого уровня (ЖШУ), специальные языки моделирования, специализированные пакеты прикладных прогреми (1ЩП). ШВУ, то'кке как ФЗРШН, АЛГОЛ, Бейсик, ПАСКАЛЬ, ПЛ. почти не имеют ограничений нри использовании дкя задач моделирования. . Однако ЫШУ не имеют языковой содцер&си дая создания шигационнн: моделей, поэтому такие модели очень трудоемки к требуют больших затрат машинного йремони. Возрастающее значение моделирования привело к разработке специальных языков, которкх сейчас около 50. ЛрошиодсгвайшгЙ процесс расшвертаетея как да^ре'йый,*поэтому нроьэдеа анализ только дискретных, языков моделирования, вольшин-етвэ 23 щ. в том или адом вид« повторяют черты наиболее известил: C$L,$0L, SïMVLA , SI MSCRXPT , 0-P4S , основным ра'з-jiiaHiiOiî которых яхзллется подход к описанию динамики системы.

основные тро-Зогеккя, которым долаон удовлетворять яБык моделмшв&ния дая разрайотяЕ KliC: I) простота описания

г

оальшго щхмэнл; 2) наличие развитых средств передачи уиравле-ия; 3) статистическая обработка получаемой нндорлайии; 4) воз-экность имитации параллельных процессов; 5) удобство для созда-ия проблшг..>~ориентировакной надстройка. В работа приведены aкню по последним ■ разработкам споьдализированных пакетов прик-адных программ имитационного моделирования для проектирования . • 1С, таких как 5ГМДЛ/, ROSET, MAP, (WL, АЯШГОТА, СШПРОШ, ОД СИ!, СИАМАК. IIa основе проведенного анализа сфориулировшш оповные принципу построения моделирувдих программ: I) фэрмиро-ешив на основа унифицированных блоков, обеспечивающих тюрест- • эйку, нараднвшш и ра а в ити а модели;4 2) использование единой азы данных, обеоп&чмзащей элективную обработку информации в налоговом режиме? 3) применения специальных языков; Эти принци-и были взяты за основу при разработка'системы имитационного мо-елирования И11С. В качестве базового языка дая построения сио-змы имитационного моделирования проектируемой РШС выбран язык P«§S . Ott удовлетворяет всем требованиям, сформулированным на снопа анализа языков моделирования. Кроме того, многие функции кторп ротатор языка 0-P3S выполняет автоматически: -сбор ста-иотических данных, описывающих поведение модели; планирование рэдстоящих событий и юс своевременный шзов с учетом ниобходи- -эй очередности поступления; предоставление средств описания гносительных прлорнгетов дая одновременно возникающих событий.

Во ртотздй главе предлагается модульная структура системы ими-ащюнного моделирования для сравнения различных вариантов орга-азацаи РШС. Она включает в себя модуль вычислительной системы, эдуль прикладного программного обеспечения, модуль аппаратуры, эдуль объекта управления. Предлагаемая структура обладает ооль-ой степенью общности, поэтому реализация ее проведена дан отельных модулей и ограничена РШС механообработка тш'а гибкой ^ втоматичвской линии для серийного производства корпусных дета-эй, которая имеет иерархическую систему управления. Робот в анш выполняет функции транспортирования и загрузки-выгрузки вталей. Работа выполнялась по заказу ПО "Техника" г.Владимира, основе системы моделирования лежит язык 5-PSS , из макроопро-еланий которого создана' пользовательская надстройка. Рассмат-аваются следующие критерии оценки ЕШ.С по- результатам иматаци-нного моделирования: I) коэффициент загрузки оборудования; .

- 6 -

2) производительность; 3) надежноегь.

Структура проектируемого объекта управления представляет собой гибкую автоматическую линию ш станков типа "обрабатывании центр", котомке обслуживается транспортным роботом, двшущимся вдоль направляющих между складом и линией станков. Функциональная модель объекта управления состоит из блоков, которые моасю условно разделить на несколько групп:' ■

1. Бдокк,-мо,фдирувди0 работу линии.

2. ¿¿юкп, иодвлиругшшэ отказы и переналадки в сисхиме.

3. Блоки ключой и проверки условий.

4. Блок счетчика, событий.

5. Бюк генерации партий деталей. .

Исходйши датами для модели являются: производственная

программа выпуска деталей, технология обработки, параметры партии, характеристики транспортного робота, показатели надежное?! оборудования, стратегия управления транспортным роботом. Для проектиро шля Ш1С данного типа приводится набор макроопределения пользовательской надстройки я, непосредственно, сами программы юделировашш. •

Учет параметров надежности оборудования в имитационной модели значительно увеличивает затраты машинного времеш1 на экспериментирование с моделью. Кроме того, общепринятого понятия отказа для системы с иерархической организацией структурл систош управления практически не существует, т.к. отказы отдельных еэ элементов приводят лишь к некоторому ухудрэшга качества .¡¡ункцис нирозалдя. При этом показатель надежности система характеризуется коэффициентом готовности: ■ ' ,

к* - ^ _ ^г - тв + п

где >о - среднее вр&ш между отказами систещ; 1'Г6 - среднее время восстановления системы.

Для какдой из сравниваемыс-вариантов структур системы управления проектируемой Р11ГС построен граф надобности. Система считав тел ¡яЗотосиособной (возмохно со снилениэм эффективности и ирои'шэдптошюстй) при сохранении хотя бы одной последовательной ветви от веришы гра$а до ого коночной точки.

Для паратВЮГОЧОНШ? ,ЗЛОМ9.Щ>Э_£рэффивдеиг ГОТОВНОСТИ

Г'

. - У - •

К г=1~й,(1-Кгс),

да Kг¿ - коэ^ицивкт - готовности I -го элемента системы.

Для последовательного включения (при выхода из строя о ж о го ,з элементов система выключается на время устр^лзния неисправ-ости):

М Te¿

Если'элементы работают и восстанавливаются независимо:

■ -

'азработана программа расчета надежности для обобщенной иерархи- . :еской структуры системы управления на языке ФОРТРАН, результа-н которой используются в имитационной модели в силу сопрягае-юсти дрограш на &P3S с програшами на íOPTPAHe.

Одна структура может оказаться надекнеэ другой при одном на-оре параметров надежности элементов, а при другом набора возкох:-[а обратная ситуация. Из общих рекомондаидй можно считать болое вденной систему управления, структура которой шеет больше па-вллвльньк ветвей графа надежности и имеющую в.последовательна ветвях более надежные элементы, чем в параллельных. С точки грения целесообразности необходимо добиваться равенства коэс&и-Сйэнтов готовности у элементов в-последовательной цепи.

Приленашэ сдсгеаш имитационного моделирования (СШ) при про- ■ жтйрэванш1 РШС позволяет сократить сроки разработки системы и говысить качество принятая решений.

В ттагьдй главе разработана оптимальная стратегия управления • ■ранспоргнил роботом в FilIC. При этом РШС рассматривается как жстена массового обслуживания, в которой имеет, место марковски! ipouooc с дискретный состоянием а непрерывным временем. Управляя рранспорпшм роботом можно повысить эффективность РЕЮ в соот-готствии о заданным критерием качества. Рассматривается следующий - критерий : РПЗС1 эффективнее РШС2, если I) системы состоят 1з одинаковых элементов, выполняющих одинаковые функции; 2) орудию позера в ед. времени от простоев оборудования .'для PITIGI мекь-39 , чем дая Р1ПС2. Задача нахождения оптшальной стратегии управления транспортным роботом пра любых загрузках оборудования

- в ~

и возможности прорывания обслуживания заключается в минимизации, следу оде ¡i величины: т

1Г-- éón sup¿rtj oí(ut,St)dt,

Г-^СО ' О X

где М - математическое ожидание; aC(U,S) - потери в ед.времени; l¿t - 'управление в момент t} utelS) ' ' S¿ - состояние системы , Sí e <S;

,s¿)c¿t- средние потери за промекуток времена (0,7 Сначала рассмотрена задача управления системой, состояния которой меняются линь в целочисленные моменты времени "t =0,1, 2, ... При этом стратегией является бесконечная последовательность управлощЛ .Ж * {Uai¿L„i¿l}..,Ut,:.} таких что для кагсдого t выбор U-t основывается лишь на наблюдениях за системой до момента С включитбльно. Взиение задачи оптимального управления сводится к решению соответствующих уравнений Беллмана:

У = min. [d(u)-£+ Р(а) тх ] , где ®(и)=(pc¿(u))f - матрица условной вероятности;

pijfujn P{St^*J-/St"C,Ut'U), ¿,/éS.

Управление в каждая »момент времени t * 0, I, 2, ... мокит зависеть не только от текущего состояния системы S¿ , ю и от всей ее "предыстории". , .

Для систем с непрерывным временем уравнения Беллыана преобразуются к виду: ;

У- muí [d(u,С) + Lüij(u)'X(i)] , ¿eS>,

ugV .

гда O ij. (и) _ интенсивности перехода из состояния i nj- при управлппии U . Дня решошя уравнений можно воспользоваться методом Ховарда.

Для систем массосош обслуживания уравшаая Беллмана приме- ■ нящтся при условии, что .шается л приоров, ко тори ¡различат-ей по надаглости, едхккостк устранения неполадок, стоимости. Ту1Я К -го призора ( Л а I, 2, ) даителыюегь (обработка

детали) имеет пояазитилыиа распределена о параметром Я*> 0, Ъро долиитоль'аость обйлучашакия имеэт показательное распрвделвюю с nap&verpow jkK> 0, и, кране тош, штраф за '"простой" в од.вре-

мена равен с£к > 0. Любое возможное состояние | оястами зада-лея иэкторой- (С,,Сх , ■■■^'л) > ГД9 ¿/с ~ 0 илн'1 в зависимости от того, работает идя нет К -й прибор. Множество .всех состояний:' ■ 1 /

3- {1~(•' 4 = о или I при всех К-]

состоит из //= элементов. В качестве икошствд уираилонкй 'мокко взять У^ ¿о ,1,-, п.) , где управлениям и.- 1,..., ¿Ъ соответствуют обслуживание П? -го прибора, а и. = 0 - пассивное 'упрашение; при котором обслуживание отсутствует. В рассматриваемой ситуации л отара » ед'.времони зависят лкль от состояния сас-)гамы: (/.{¿) = ¿^ сС^. || В случае, когда разрешается прерывание обслуживания лркборь

;|(станка), если простаивает более "ответственный" прлбир, \ определяется по формулам:

А

Лк П]Ш- = Ь+бк >

при^ С-е*\wKPi;

О /уш- £>сгаи*и*ся

аи*

'где вк - вектор, £ -я координата которого равна I, а остальные

О' ' .

■ Поэтому, если & -й прибор работает, т.е. 1>и. - О в состоянии С » (¿/,...г <*) , то управление ^ яштотся "пассивным": О.¿у(и) ш ¿1,у (с) . Зто значит, что в состоянии С реально используются Л1шш управления из по;мпо:хостна: .

а« О или ¿и фо} сТГ.

Для оистоми массового обслуживания ураннония Бздлмана примут вид:

*.( иеЩУ

при С «5.

, содачи онтшыи.шга обслуживания /Ь приборов сводится' к ,рэ-.юш) систеш из N* £>л уравнений с t/ . неизвестныли. ;'"■'■,.' ■■' -jiCJiJH приборы занумерованы в порядке: ■ ' / '

. . 1''' -' ■' • Jiio/f^JUtd1i ... ¿Jttndn , a Xf* Л2*.:

* ) ¿лыишк» уравнзнал Бэллмака имеет вид: _ ;,

Ь'лчш.уи ^ V достигается ври it' max{X- i*>o} . Таким обра-301»-, приоритет в обслуживании отрется прибору с большими; зиаче-1 ипилп jud . Такая стратегия будет оптимальной при дрстаточш . ) !

Л к> 0, однако при больших Л ситуация в норне меняется.; i

Укз л ¿и ft. а з, вообще говоря, невозможно установить оптимальную11

последовательность обслуживания приборов, основываясь только па I,

гтчжшх. Х,уи,Ы . это вызвано тем, что приборы,,.требующие •• .f

обслуживания /С-ix> типа, образуют поток о интенсивно стью^-^^;

, запиря^зй от состояния системы с (с, ¿л.) " . Если га в сио-j I;

тому массового обслуживания извне поступают 'требующие обслужива- j. ||

ила пригори К -го типа с интенсивностью , нз зависящей от |

состояния слотами, то выбор управления а » /я&х^/с* ¿/¡^о} ; ■

будет ш-иредн«му оптимальным. Цужно лишь предположить X -rf^i»

, „ к*/

чтобы исключить неограниченным рост очереди.

. Четвертая глава посвящена'вопросу разработки алгоритма и системы управления, робота для заме ни инструмента в сменном магазина станка на исполнительном уровне. . ' Многоцелевые станки с ЧПУ и автоматической сменой инструментов доушегся базой для построения РЛ1С. Гнездо инструментального магазина находится на позиции сборки с определенной точностью располо'Кешя его оси и. оси инструмента. Инструмент расположен в охвате робота, коториЛ сообщает ему необходимые, движения. Автоматическое управление подобной робототехнической системой строится на ocdoiie поискового алгоритма. Вид алгоритма зависит от выполняемой операции и определяет, в свою очередь, структуру системы управления и электроприводов робота. -Для выполнения с :ерации сопряжения двух конических деталей с гарантированном зазороы целесообразно использовать манипулятор о тремя поступательными и двумя угловшм перемещениями. При этом предлагается использовать независимо о ЮТ с разривкш законом управления, когда йнтервалы вре-

,.••.'.'■• - II - _

мени управления no положению x и по усилии F нэ совпадают, и переключение структуры прквода с позиционного ynpsiuomuj на управление tio усилив зависит от величины усилля контакта сопрягаемых детанай <5р . Алгоритм управления роботом при выполнилли игл тетмвдпгсбсной операция установки инструмента п man до с\к'н-ното магазина схануа предсгаппон ш рис.1. йуи*ДО4иг»ная ехша системы управления, соответствующая алгоритм, прздстаалона аа •рио.2.1 В работе рассмотрена» тагосе алгоритм и структура свстауи управления.3-х юорданатшм роботом. В случаи,'когда при двухточечном контакте яо'шзнккает, дли, вотаттшк.ч операции сопряжения доух- дзт&яей с гаринтпровашг^м зааэром достаточно '|юаольз0вать манипулятор с трзмя постуштельиг.мм педоефт&ш. I Динамика привода координаты с поз миотм-сглои гя ргюрншшм i ^травлением олиснваегся • 'следу»дай системой .да^урыц даль шх ^уравнений: ' , ■ .

, &н=рЫн;

'Mi'* (dt-dH)(c, ;

kf> с(г/-р ; -

оГ<¿/ffid, = Mi-M&tt'i-и$ » Mi -ej f * к у ;

' (влР+сА) f

My »< .

to, ■¥. dH ;

ич 7 Ын Мм -Мм & & i

и I UT -Хл' + Мм-Км ;

Mr'Км, .V My чс„

Рис. I. Алгоритм управления роботом при выполнении им технологической операции установки инструмента в гнездо сменного магазина станка

Рис. 2. функциональная схема системы управления 5-та координатным роботом

Здось Ыы , Ын, - угол поворота, окурооть и ускоришь выходного вала; . . ' - шы&ит инерции нагрузка} - ' . МЬгМ/( - момент зацепления механической передачи, и , нагрузки;

Ы,, - угол поворота, скорость и ускорение вала двигателя; - V.'

5 - координата внешнего объекта; '

К/; Л*, 7*. - кээйшцюнга усиления и постоянная времен, ни' схемы упраашшя злеетроириводоы; .

Ктг-' ко з^шщонг усиления "обратной связи по "скорости "электропривода; • . ,

' £/>/3/ - ¡меткость и коэффициент диссипации мохшдавоЧ1 кой передачи; - , ' ■ «

, /¡>Л - кееткость и коэффициент 'диссипации упора; См, 7» " конструктивная и электрическая постоянные .двигателя; ' .. '

- коо<Йициент передачи обратной связи по полохо-

,ни© и усилию;

ток» напряжение, активное сопротивление якорной цепи даигатиля. . '_ _ '

'Дифроьое моделирование автономных приводов робота координат X, Я подтвердило" работоспособность предложенных алгоритмов и структур.. Дня оценки результатов теоретических исследований и цифрового моделирования электроприводов при и а до! ¡и программная реализация продаошшшх алгоритмов и акшарщонтаяьное исследование приводов робота, в'запястье которого установлен.саломо- . • ментшй датчик. Результаты экспериментальных исследований качественно подтвердили достоверность цифрового моделирования приводов промилленшхч) робота.

В гпжложониях даны программы имитационного моделирования СШ, программы цифрового моделирования электропривода робота и программная реализация алгоритма управления 3-х координатным роботом.

; ' ОСКОЗШЗ В'иВОда И РЕЗУЛЬТАТЫ'

• Проведонше теоретические- и экслгзршоитальнь:о исследования позволили.получит« следующие осиовние результата: '

1. На основе анализа сродств моделировании наиболее широко применяемых при проектировании слогиих систем, выясяоии основный требования, которая долхни удонлетяорять шпхн !.!одо;ш]»е&;г,:я робототехнических слотам.

2. Обоснован выбор общецеховой системы импт&'дойного моделирования ¿тРЗЗ в качестве базовой для разработки програш О Л;!. ¡робото технических систем. ' ■ .

| 3. Разработана агентура системы шатшдеои.'ого мадалироиашя ругя проектирования робототнхнячвеких систем.

и 4. Проведена рзалюавдя одеС:'» аэ модулей СШ дал нроиктиро-

шя робототехннческой гибкой свтоматичоскоЛ липки механообработки корпусных деталей. Разработанный лакот щих-^алм СЛ.\ внедрен при.проектировании гибкой автоматической лшми ГАЛ-25 во Владимирском производственной объединении "Тохншш".

5. Найдена оптимальная стратегия управления тралоп<>ртшш роботом в робототахничасной системе при лгхЗых.загрузках оборудрва-ния. ; .

6. На основе анализа принципов уприалонил паМолпн нироко, ' применяемых в приводах промышленных 1«ботов для рыюная задачи инструментального обеспечения робототахиичаскоИ ШС с пемокьи промышленных роботов виз ран принцш разршкого позйиошю-сшш-вого-управления.

7. Разработаю! алгоритмы позиционю-силового уйрппяония для 3-х и 5-ти координатных прошиевянх роботоз,

8. Проведены исследования автономиях приводов лредябкшшоН иозииионно-силовой системы методом цифрозюго мо^ишровшл, которое подтвердило работоспособность ¡цпдиожсгшшх ал горищи» для выполнения операции установки инструмента я сммшй шя'азин станка с помощью пдаввденяохо робота. Экспорлменгмыим несло-' доаания подтвердили достоверность результатов игрового моделирования.

Основные положения днееяргадо опублнкоешш о ¡¡азотах: I. Халдой М.б., Сорхтвд. Н.А. Разработка е-груотури мтм. имагашоиного модмярашим уцраал«- да у<Л'|ойс5Гй р>4ея№,исл-

адских комплексов УДЬботы и их применение в народном хозяйстве: Тезисы Московской городской конференции молодых ученых и, специалистов. -Москва, 193?, с.20.

2. ВоскоЗойник iO.K., Сиргеева Е.А. Ршенко задачи форлирова- . шл участков в ШС с помощью имитационной модели./Д исгруктор-ско-тсшюлогическоя информатика, автоматизированное создание;ма-: шин и тохшлогий: Теупси докладов Всесоюзной научно-технической, конференции. - Москва, 1987 , 0.195-196. '■'■■'? '

3. Сергеева Е.А. Имитационное моделирование оиотемы управления IUC У/Состошие и перспективы совершенствования разработки, ' производства и применении низковольтных ¡электродвигателей пере- ! минного тока: Материалы Ж Всесоюзной научно-технической конфе- . рондии. - Суздаль, 1963, с. 165. ..."

4. Горбачов B.C., Игнатьев В.А., Сергеева КА. Имитационное j' моделирование в робототехнике и ШС УЗад/бежная радиоэлекгрони-Ka. -ÍL, Г, 3, 1986, с.39-46. ' [

5. Рошиние задачи фэрмирования участков с помощью имитацион-ното моделирования (в соавторстве): Отчет'о'НИР (хоздоговорной);'! Руководитель В.С,Горбачев. - Шифр темы 85-2; & ГР 01.86.0015569

- М., IS8S, с.55-58.

6. Задачи моделирования гибкой производственной системы (в соавторство): Отчет о НИР (хоздоговорной): Руководитель В.С.Горбачев. - Шифр томи 65-2; & ГР OI.В5.0015569 - М., 1987, с,45-51. í.

7. Особонности оценки надежности систем управления гибкими производственными системами: Отчет о НИР (хоздоговорной); Руководитель В,С.Горбачев. - Шифр темы 85-2; Ü ГР 01.85.0015569 - М., 1987. с.69-75.. • . .

8. Анализ процессов управления ШС с помощью моделирования: Отчет о НИР" (заключительной); Руководитель В.С.1Ърбачов. - Шифр темы 85-2; J» ГР 01.85.0015569 - И., IS88, с.38-62.

9. Разработка средств дискретною шитациошого моделирования ПР и РТС: Отчет о НИР- (заключительный); Руководитель В.С.Горбачев. - Шифр теми 85-2; Л ГР 01.85.0015569 - М., 1988, с.25-38.