автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Адаптивное силовое управление манипуляционными роботами на операциях механообработки
Автореферат диссертации по теме "Адаптивное силовое управление манипуляционными роботами на операциях механообработки"
Московский ордена Трудового Красного Знамени .. Государственный Технологический Университет
ПО ОД
Станкин
2 6 ДПР 1393
На правах рукописи.
Саунин Валерий Павлович
УДК 621.91.058.012.011.56:681.3
АДАПТИВНОЕ СИЛОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ИАНИПЗЛЯЦИОНННМИ РОБОТАМИ НА ОПЕРАЦИЯХ МЕХАНООБРАБОТКИ
Специальность: 05.02.05 Роботы манипуляторы и робототехнические системы.
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Москва 1993 год.
Работа выполнена в Московском Государственном Технологическом Университете
" Станкин"
Научный руководитель,- доктор технических наук
профессор Кулешов B.C.
Научный консультант - кандидат технических наук
доцент Подураев Ю.В.
Официальные оппоненты - доктор технических наук
профессор Юценко A.C. - кандидат технических наук
Ведуцее предприятие - НИИ Специального машиностроения
Защита состоится " М " ьи&Л 1993 ГОда на заседании специального совета Д.063.42.03 при Иосковском Государственной Технологическом Университете " Станкин " по адресу: 101472» . г.Москва, Бадковский пер., д. 3-а.
С диссертацией мозно ознакомится в библиотеке МГТУ "Станкин" за один месяц до зациты.
Автореферат разослан "У " 1993 года.
Ученый секретарь специализированного Совета
доцент
Егоров И.Н.
г. Москва.
кандидат технических наук, доцент
/Й.П. Лукинов/
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность теми. Б настоящее время для обработки деталей слозной конфигурации в основной применяются многокоординатные станки и обрабатывание центру с компьютерным числовым управлением. Однако, существует ряд операций сложной фасонной механообработки со сниженными требованиями к точности, где применение дорогостоящих обрабатывающих центров и нногокоординатнкх станков с ЧПУ становится нецелесообразным. К таким операциям относится, например, отделочно-зачистная . обработка отливок.
В машиностроении около 80 У. Бсех заготовок подвергазтся отделочно-зачистной обработке, которая автоматизирована не более чем на 202. В среднем до 10 X общей себестоимости детали приходится на операции снр.тия заусенцев.
К новому виду оборудования на подобных предварительных операциях механообработки относятся промышленные роботы (ПР), оснащенные специальным рабочим инструментом и имеющие специальную системой управления (СУ). Применение манипуляционных роботов в операциях фасонной механообработки обуславливается их развитой кинематикой и снизением капитальных влозений при высокой производительности рабочего процесса.
Несмотря на все преимущества роботизации подобных технологических процессов, доля роботов, применякщихся на операциях механообработки, остается малой в общем парке ПР.
Противоречие определяется спецификой данной технологической операции механообработки. Проведение контурной механообработки связано с переменностью усилий резания, вызванной существенным изменением параметров удаляемого припуска. Колебание контактных усилий приводит к переменной погрешности обработки. Основная проблема применения ПР на операциях механообработки заклзчается в построении специальных СУ роботами , обеспечивающих желаемые показатели двизение рабочего органа робота.
Таким образом, применение манипуляционных роботов в качестве основного технологического оборудования требует дальнейших исследований в области построения систем управления роботами.
о
Цель и основные задачи работы. Настоящая работа направлена на расширение функциональных возможностей манипуляционных роботов, предназначенных для выполнения контурных операций с силовым контактом при неханообработке, путей построения адаптивной системы управления.
Для достижения этой цели необходимо реиить следующие научные задачи:
- построение математической модели слоеного объекта управления "технологический робот - рабочий процесс";
- синтез алгоритмов управления роботом на контурных операциях с силовым контактом;
- разработка структуры управления роботом в адаптивном ре?:име на основе главной обратной связи по усилию;
- экспериментальное исследование свойств разработанной мехатронной системы механообработки.
Методы исследования. В работе использованы методы теори адаптивного управления, метод математического моделировани и статистический анализ.
Экспериментальные исследования проводились на реализо ванной робототехнической системе, созданной на базе много степенного универсального промышленного робота РМ - 01.
Научная новизна.
1). Предлонена структура адаптивной нехатронной систем управления с обратной связью по силе, включаюцая верхнп. уровень управления, который обеспечивает Функции Формирования программной силы рабочего процесса и пересчета ее 1 программное значение контурной скорости.
2). Предложен метод силового управления манипуляционными роботами для операций механообработки, который использует данные о несткостных характеристиках робота, определенных для его характеристической рабочей точки.
3). Разработана методика построения алгоритмов адаптивного управления роботом на основе математической модели рабочегс процесса. С ее использованием получены рекуррентные алгорт мы управления контурной скоростью робота.
Практическая ценность работы. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение позволяет существенно расширить Функциональные возможности универсальных промышленных роботов с контурной системой управления и использовать их на операциях с силовым контактом.
Применение предлозенных алгоритмов автоматического планирования траекторий позволяет сократить время переналадки оборудования на новый тип детали.
Разработанные алгоритмы формирования программных значений контурной скорости позволяит вести обработку с повышенной производительностью.
Программно-аппаратные средства,, реализующие обратную связь по силе, позволяат проводить управление роботом в адаптивном режиме.
Научно-технические результаты диссертации внедрены в НИИ Радиофизики им.акад. fl.fi. Расплетина (г.Москва), а также в Будапештском Техническом Университете. Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось: на меадународной конференции молодых ученых и специалистов "Роботика -89" (г.Созополь. НРБ. 1989г.); на всесоюзной конференции "Новые технологии и робототехнические комплексы при производстве авиационной техники" (г. Харьков, 1990г.); на международной конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1991г.) ; на научно-практической конференции " Космическая робототехника: проблемы и перспективы" (г.Калининград 1992г.); на научном семинаре кафедры "Робототехнические системы" МГТУ им. Н.З.Баумана 1993г; на научных семинарах кафедры "Робототехника и мехат-роника" МГТУ "СТАНКИК".
Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 72 наименований и восьми приложений. Работа содержит 160 страниц машинописного текста, 52 страницы иллюстраций, объем приложений составляет 39 страниц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. £о введении обоснована актуальность реваемой проблемы, крат изложено основное содержание диссертации', поставлены цель задачи исследований.
В первой главе на основе анализа технологических особенностей механообработки определен круг операций, где целесообразно применение роботов в рабочем процессе. Такие операции характеризуются слокной пространственной поверхностья обработки детали при невысоких требованиях к размерной точности (например, отделочно-зачистная механообработка).
Показано, что применение высокоточных станков с ЧПУ на подобных операциях экономически неэффективно. Рассмотрены примеры применения ПР передовыми фирмами мира в качестве основного технологического оборудования.
В главе показано, что причиной сложности внедрения ПР являются низкие кесткостнне характеристики манипулятора, которые при переменном силовом контакте приводят к нестабил ной точности обработки. Делается вывод о том, что проблему компенсации позиционных отклонений и повышения производительности рабочего процесса ножно решить путем организации адаптивного управления роботом.
Проблеме адаптивного управления манипуляционними робота ми посвящены работы, проводимые научными коллективами под руководством акад. Д.Е. Охоцикского, акад. Е.П. Попова , д.т.н. В.Л. Афониным, д.т.н. проф. Е.А. Девянинын, д.т.н. проф. B.C. Кулешовым, д.т.н. проф. Ф.М. Кулаковым,- д.т.н. проф. H.A. Лакотой, д.т.н. проф.A.D. Мнейдерон, д.т.н. проф A.C. Ющенко. Проблемами, рассматриваемыми в диссертации, занимаются в лабораториях Нассачусетского технологического института, в Стенфордском Университете (СНА), в Гамильтон-скон Университете (Канада) и во многих других университетах мира.
На основе проведенного анализа способов управления технологическими роботами выделен ряд обцих принципов построен систем управления технологическими роботами на контурны;-; операциях с силовым контактон. В системах управления ПР для механообработки необходимо построение контура адаптивного управления усилием взаимодействия рабочего органа и детали,
поэтому в Си используется обратная связь по силе контакта(Г-). Наиболее распространенным способом техничес-кой реализации резима адаптивного управления является непосредственное измерение контактных сил с помоцью силомоментного датчика.
Перспективным является исследование упругих свойств зоны контакта робота с объектом внешней среды и использование полученных данных для построения алгоритмов адаптивного управления технологическим роботом.
При синтезе алгоритмов адаптивного управления используются различные математические нодели рабочего процесса механообработки.
Обзор литературы показал, что отсутствует методика определения программных усилия рабочего процесса. Нет четких рекомендаций по построению систем управления роботами применяющимися на операциях с силовым взаимодействием. Разработанные математические модели рабочего процесса механообработки основаны как правило на эмпирических данных.
Исходя из проведенного анализа, ставится задача на разработку системы управления технологическим роботом и выбирается метод управления. Для обеспечения аелаемых показателей производительности и точности рабочего процесса необходимо одновременное управление по полозенив и по силе контакта.
Б пространстве задана программная траектория Ьз, представляющая собой геометрический профиль эталонной заготовки. В каздой точке траектории ошибка полозения рабочего органа монет быть определены из выражения ( 1 ).
л г = г3 - г , ( 1 )
где
■Дг - вектор полной позиционной оиибки рабочего органа (РО); г3 - радиус-вектор программного полозения РО; г - радиус-вектор реального текущего полозения РО.
Необходимая точность двизения РО определяется величиной допуска на обработку; иными словами, проекция вектора оиибки по положению на главную нормаль траектории не должна быть больше величины технологического допуска.
й > I ( дг * п ) I . ( 2 )
где <1 -величина допуска на обработку : п - вектор главно( нормали к траектории.
Подобная постановка предполагает наличие контурной системы управления ( КСУ ), позволяющей программировать пространственные траектории. Фактически речь идет о построении верхнего по отношению к контурной системе уровня управления. Комплексным объектом управления в этом случае является система "робот с КСУ - рабочий процесс".
Алгоритмы расчета программных значений уставок на КСУ долкны базироваться на принципах компенсации влияния внешш по отношению к технологическому роботу нагрузок и обеспечения желаемых показателей рабочего процесса.
Задачу, возложенную на верхний уровень управления, можж подразделить на две самостоятельные подзадачи:
- необходимо выбрать стратегию по формированию программной усилия рабочего процесса (Рз), которое позволит отработать траекторию (1.3) с заданной точностью:
- необходимо специальным образом сформировать уставки по контурной скорости (5ро) или положению так, чтобы реализовать программные силы.
Структура верхнего уровня управления укрупненно показа1 на рисунке 1.
Вторая глава диссертации посвящена решению задачи матемс тического моделирования объекта "технологический робот
- рабочий процесс".
Разработан подход к описанию кинематики и динамики маниг лятора, учитывавший его упругие свойства, при выполнена сложных действий с механическим контактом рабочего органа объектом внешней среды.
Для операций механообработки необходимо знать упруг ошибку положения РО, поэтому интерес представляет приведен* к инструменту упругость, характеризующая упругие свойст системы в зоне контакта. В диссертации вводится понят эквивалентного упругого звена ( ЗУЗ ). Робот представляет в виде двух идеализированных объектов: - робота, "полностью инвариантного" к внешним возмущениям;
Г
I
4
1
Пульт обучения
блок формирования уставок по усилии
т
t
-> Рз
II
Бро
алгоритмы отработки силовых уставок
ТИ
-> I
гз
\ /
Бро
Ьз
контурно-позиционная
система управления
на
привода
ТА'3
с
приводов
Верхний уровень управления
с датчика усилий
I
Рис. 1
А!^ - РИОБШ
с нса
1
М А Б КФ фильтр Г г* ЯСНО
Ч Ч
Рис. 2
- ЗУЗ, реакция которого на внешнее силовое воздействие совпадает с упругой реакцией реального робота.
Полное перемещение рабочего органа робота рассматриваем как суперпозиция глобального перемещения и вынукденного отклонения. Под глобальным перемещением в диссертации понимает) перемещение РО, вызванное программной уставкой по полокению которое не зависит от внешних силовых нагрузок. Вынукденно! отклонение РО, определяется внешней силовой нагрузкой и носз характер упругой ошибки по положению. Позиционные соотноиен; имеют вид ( 3 ) - ( 4 );
А г =дг упр +дг дин , ( 3 )
Л г* дин = г з - г г , ( 4 )
где г г - радиус-вектор глобального положения РО; д? упр - упругая ошибка по полокению;
д? дин - динамическая позиционная ошибка системы по управляющему воздействию.
Связь меЕду упругим отклонением РО и усилием, вызвавше это отклонение, определяется для любой пространственно конфигурации вырамением ( 5 ):
?упр = Сз * дгупр , ( 5 )
где ?упр - вектор упругих сил (сил действующих на заготовку со стороны робота);
Сз - матрица кесткости ЗУЗ зависит от текущей конфигура ции манипулятора.
С учетом соотношения С 5 ) можно записать уравнение силового баланса для рабочего органа:
?рп + ?упр -I- Гин = 0 , ( 6 ) где ?рп - внешнее усилие, возникающие в процессе механообработки (сила рабочего процесса);
?ин - вектор инерционных сил манипуляционного механизма приведенный к инструменту.
Пользуясь понятием эквивалентной упругости и учитывая позиционные соотношения (3)-(4), получаем уравнение для зоны контакта РО и объекта.
?рп + Рин + Сэ*дг - Сэ*Дгдин = 0 . ( 7 ) Инерционной составляющей для операции механообработки, выпе няющихся на низких скоростях (5-20 мм/сек), мокно пренебре1 Динамическую ошибку по полокению выходного звена монь
принять равной нулю, если абсолютная величина упругой погрев-ности много больше модуля динамической составляющей:
IД г I >> Iд г дин I . ( 6 ) Тогда выражение ( 7 ) можно записать в упрощенном виде: ?рп + Сэ *Дг = 0 . ( 9 ) Аналитическое выражение для расчета Сз справедливое для случая, когда наиболее податливым элементом робототехнической системы являются суставы манипулятора, имеет вид (10):
т-1 -1 Сэ = 3 * Cq * 3 , ( 10 )
т-1 -1
где 3 , J матрицы, обратные транспонированной и прямой матрицам Якоби соответственно, Cq - диагональная матрица жесткости суставов манипулятора.
При составлении математической модели рабочего процесса механообработки предложено все технологические параметры разделить на три группы.
Первая группа ("U - параметры") объединяет технологические параметры рабочего процесса (РП), одновременно являющиеся параметрами управления робота (например, подача рабочего органа (Spo)). Вторая группа ("U-параметры") соответствует не поддающимся управлению, но переменным вдоль траектории технологическим параметрам, например, величина удаляемого припуска. Третья группа ("С-параметры") рабочего процесса, остающиеся в течении всего времени обработки постоянными. С учетом принятого разделения можно записать:
Fpn= ?рп( Ui.UJ.Ck) , ( И )
где !И min < Iii < Uinax , 1 = 1.....nl
UJ min < Uj(1) < Ujnax , j = l.....n2
Ck = . const , k=l.....n3
Тогда, разложив в ряд Тейлора до линейных членов компоненты вектора Fpn, и объединив все стесть выражений, получим зависимость в векторном виде:
Fpn = ?i
о +
I- г ->
d FbI dFu2 d UJ
*dU + * *dl ,
d Ol d VJ dl
йРв1
<Ш
и1 = 1.....б; ш2 = 1.....6 , где
-матрица С б х п1), состоящая из элементов, являщи частными производными и1-ой компоненты вектора си
по ¡-ой компоненте вектора Ц-параметров;
с1Ри2
-матрица (6 х п2) частных производных компонент сШ}' тора силы контакта по независимым параметрам;
г
- вектор столбец ', элеыенты_которого есть производ |- с!1 вектора У-параметров по перемещению 1; dU - вектор, элементами которого являются дифференциалы параметров;
(11 - дифференциал перемещения по траектории.
В заключении главы проведено объединение уравнений ( и (12) в систему. Показано, что система, дополненная форы описывающими динамику и кинематику "жесткого" манипуля является математической моделью объекта "технологический ] - рабочий процесс".
В третьей главе рассматриваются вопросы разработки ал] ритмического обеспечения верхнего уровня управления робоп В диссертации разработана методика расчета программы] сил резания, основанная на обеспечении технологическо1 допуска и высокой производительности процесса обработки.
В качестве программной силы выбирается нормальная составляющая сил рабочего процесса ( Рп.з ). Алгоритм фор! рования программной силы имеет вид ;
Рп,з = ( -Сэ*6 - Рин.з + Сз* Дг дин,з)*п, ( 13 ) ?ин,з - инерционные усилия, соответствующие заданной то1 ности двиаения; дгдин.з - динамическая ошибка системь соответствующая "точному" движению; Гп.з - проекция вектор программных сил рабочего процесса на главную нормаль к про раммной траектории. С учетом малости Рин.з и Дг дин, несложно получить;
Еп.з = ( -Сэ*Е ) * п^ , С 14 )
где допустимая ошибка положения ( б ) может быть определена из ( 15 ): ч
^ Е = с! * п , ( 15 )
6 - допустимая полная погрешность отработки траектории; (1 - допуск на обработку С величина скалярная ); Й - орт главной нормали к траектории:
Сформировав значение программной силы, можно перейти к решении следующей задачи проектирования, а именно к построению алгоритмов реализации данной силы.
Алгоритм расчета параметра управления выводится из модели рабочей операции:
-1 Ез(1)
ди = Ей, К Ги.Нио) * -- ) - Но . ( 16 )
ГС 1 э
где ди, Ио - величина программного приращения и начальное значение параметра управления; ГзС1) - программное значение силовой компоненты; ЕС 1) — текущее значение силы рабочего процесса; Еи,1 - суть функция, качественно определяющая вид математической модели рабочей операции (линейный, степенной, обратный и другие ). Алгоритм ( 16 ) соответствует квазистатическому состоянию системы.
Для механических характеристик процесса фрезерования получится простой алгоритм расчета скоростной ошибки ( 17 ), или, в дискретном виде (18) алгоритм расчета целевой уставки по подаче рабочего органа:
Бро
д$ро = -* ( Рз - Г ) , ( 17 )
Е
Ез
5ро1+1 = 5ро1 * - , ( 18 )
И
где I - шаг вычислений.
В главе качественно рассмотрены вопросы учета энергетических возможностей робота в алгоритмах управления. Даны легко реализуемые алгоритмы расчета "аккуратных" смещений программной траектории и алгоритмы ограничения контурной скорости робота, базирующиеся на данных о допустимых мощностях приводов
робота.
В диссертации ставится задача "санообучения" робота использованием средств силового очувствления; она решает путем обхода профиля эталонной заготовки в автоматичен резине с одновременной записью полонения РО.
Б параграфе 3.4,приводятся алгоритмы, реализующие рез^ автоматического планирования программной траектории, Алгор мы реализуют принципы "активной аккомодации" и "искусствен податливости", развитые д.т.н. Инейдером А.Ю.
В четвертой главе разработана система управления, реали ющая в себе алгоритмическое обеспечение полученное в главе В главе проведена аналогия ыеаду промышленным робот выполняющим операцив с силовым контактом и системами двухс роннего действия. Анализ функций обеих систем выявил сходс вс динамических свойств обоих систем. Моделирование систе; с одной степенью подвикности, проведенное с помощью паке' прикладных программ МОДС, качественно подтвердило работост собность выбранного метода управления.
Сформирована структура системы адаптивного управленш манипуляционным роботом с обратной связью по усилию. Ошибке по силе рабочего процесса вычисляется как разность программного значения fз и текущего ?рп. Затем ошибка по силе пересчитывается в программную величину контурной скорости
Пятая глава диссертации содерзит результаты экспериментальных исследований свойств мехатронной системы для роботи зированной механообработки.
Для этих целей была разработана робототехническая систе (РТС) с адаптивной системой управления. Система построена ; базе универсального промышленного .робота РН-01, имеющего м. нипулятор типа PUMA-560 и стойку управления "СФЕРА-36".
В состав РТС входят такне трехкомпонентное УСМО , выполненное на базе запястного датчика силы (ДО, разработаь ного в Институте Механики РАН. Датчик силы крепится на флане ПР и имеет интерфейс связи с персональным компьютером IBM F и интерфейс связи со стойкой управления робота.
В качестве рабочего органа применяется специальная пнев-моыашинка производства Финляндии, которая крепится к наружному фланцу ДС. В качестве приспособления были использованы
тиски, имеющие возмокность микроперемещений в двух горизонтальных направлениях и вращения вокруг вертикальной оси. Для измерений использовалась микрометрическая головка часового типа.
На РТС практически реализован реним движения РО робота вдоль незаданного слоеного профиля объекта с программным значением силы контакта, который является базой для автоматического планирования программной траектории. Графики изменения силы контакта РО и объекта показаны на рис 3.
Основной цикл экспериментов был посвящен исследованию свойств разработанной РТС непосредственно в процессе механообработки. Обрабатываемая деталь представляла собой дюралевую пластину.
Эксперименты проводились в два этапа. На первом осуществлялось управление нормальной составляющей сил рабочего процесса, на второй - адаптивное регулирование тангенциальной силы. РТС имела верхний уровень управления, структурная схема которого показана на рис.2. Управляющие программы, реализующие алгоритмы верхнего уровня управления выполнены на языке программирования робота РН-01 ARPS.
В первой серии экспериментов перед мехатронной системой ставилась задача удаления припуска переменной высоты t=var, с наперед заданной точностью. Допуск на обработку был принят равным 0.1 мм. В соответствии с принятой в диссертации концепцией, допуск на обработку пересчитывался в величину программного усилия в нормальном направлении. Во второй серии программное усилие Ftg выбиралось равным 9,8 CHI.
Эксперименты наглядно доказали, что система адаптируется по силе за счет изменения контурной скорости до программного уровня (рис. 4). Время адаптации составляет 0.1 - 0.12 [сек]. На рисунке показаны графики изменения сил контакта в момент врезания инструмента в припуск. Наглядно видно, что сила резания стабилизируется на заданном уровне СFn,з = 4.25 Н).
Натурные эксперименты подтвердили положение о взаимосвязи контактных усилий и упругих отклонений рабочего органа от" программной траектории . Доказано, что кесткость эквивалентного упругого звена в направлении главной нормали определяет величину остаточного припуска в этом направлении.
Рис. 4
На основе проведенных экспериментов сделан вывод о том, что неяду Еп и ЕЬд существует прочная взаимосвязь. Причем с увеличением абсолютных значений усилий резания возрастает значение коэффициента корреляции нейду усилиями (табл. I ).
Таблица 1.
Зависимость коэффициента корреляции от подачи РО
Зро нм/с 1 2 5 10 20 50
к нор Н 0.735 0.861 0.903 0.307 0.920 0.977
Несмотря на высокое значение коэффициента корреляция, значение коэффициента пропорциональности кекду компонентами усилий переменно.
Экспериментально реализован рекин адаптивного управления роботом на операции механообработки. Показано, что применение ренина адаптивного управления повисает производительность рабочего процесса при заданном технологическом допуске на обработку.
В прилонении находятся выводы формул, подробное описание устройства силомоментного очувствления, тексты управляющих програкм, акты внедрения результатов диссертационной работы.
ОБЩ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ В диссертации решается научно-техническая проблема " адаптивного управления технологическим роботон с обратной связью по силе. Разработанная система адаптивного управления расширяет Функциональные возможности роботов на операциях механообработки. В прикладном аспекте результаты работы использованы в технологических процессах зачистки.
1. Анализ современных проблем автоматизации операций механообработки позволил выделить круг операций, выполнение которых целесообразно осуществлять технологическими робота;?!!. Наибольиая эффективность использования роботов достигается на отделочно-зачистннх операциях обработки слоеных пространственных поверхностей.
2. Научные и технические проблемы роботизации технологических операций рассматриваемого класса определяются наличием
переменного силового контакта при движении по контуру обработки, что требует использования информации о силах контакта для адаптивного управления двияениями технологического робота. Предлоаенннй в работе верхний уровень управления позво-' ляет использовать универсальные промышленные роботы на операциях фасонной механообработки.
3. Разработанная математическая модель слоеной нехатронной системы "технологический робот - рабочий процесс" позволяет осуществлять синтез систем адаптивного по силовому воздействию управления. Б ее основу полонена оригинальная методика группирования технологических параметров системы и представление робота как существенно упругого объекта. На ее базе сформированы алгоритмы управления верхнего уровня, обеспечи-вазщие повыаение производительности рабочего процесса при заданном допуске на обработку.
4. Разработанные алгоритмы расчета программных сил для роботизированной механообработки по заданному допуску, базируются на вычислении матрицы жесткости эквивалентного упругого звена. Использование разработанных рекуррентных алгоритмов адаптивного регулирования контурной скорости, позволяют повысить эффективность процесса механообработки.
5. Формирование резима "самообучения" позволяет проводить автоматизированное программирование пространственных траекторий.
6. Использование универсального промышленного робота РИ-01 оснащенного разработанной системой управления на операциях механообработки в программной и адаптивных ренинах работы, подтвердило правильность предложенного метода управления и высокую эффективность его использования при неханообработке.
Основные полояения диссертации опубликованы в работах:
1). Подураев В.В., Саунин В.П. "Подход к построении алгоритмов силового управления роботами на основе модели технологической операции". Сборник докл.конф., Харьков, 1390 г.
2). Подураев В.В., Саунин В.П. "Проектирование системы силового управления промышленным роботом для операций зачистки фасонных профилей." Сборник докл. конф., И. МГТУ 1991 г. Стр. 60-62.
-
Похожие работы
- Повышение производительности отделочно-зачистных операций на основе дистанционно-автоматического управления технологическими роботами
- Автоматизированная система программирования траекторий технологических манипуляционных роботов для операций механообработки
- Влияние расписания включения приводов робота на его кинематические и динамические характеристики
- Автоматизированный синтез регуляторов следящих приводов манипуляторов с целью стабилизации динамических свойств промышленных роботов
- Контурное силовое управление технологическими роботами на основе тензорно-геометрического метода
-
- Материаловедение (по отраслям)
- Машиноведение, системы приводов и детали машин
- Системы приводов
- Трение и износ в машинах
- Роботы, мехатроника и робототехнические системы
- Автоматы в машиностроении
- Автоматизация в машиностроении
- Технология машиностроения
- Технологии и машины обработки давлением
- Сварка, родственные процессы и технологии
- Методы контроля и диагностика в машиностроении
- Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
- Машины и агрегаты пищевой промышленности
- Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства
- Машины и агрегаты производства стройматериалов
- Теория механизмов и машин
- Экспериментальная механика машин
- Эргономика (по отраслям)
- Безопасность особосложных объектов (по отраслям)
- Организация производства (по отраслям)
- Стандартизация и управление качеством продукции