автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Корректирующее управление программным движением сварочных автоматов и роботов

• И»'.»* - ' • . ..■ 7

■• I".4*

х'Щ \

■ч

-НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАЙН Б1 ^Институт электросварки им>Е. 0.""Пат.ена

I -

Г

\

У

На прада^ рукописи \

Г

< 1 . , ; *

*

, ЦЫБУЛЬкИН Геннадий Александрович

< УДК 621.791

л-

КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОГРАММНЫМ, „ • ДВИЖЕНИЕМ .

СВАРОЧНЫХ АВТОМАТОВ И» РОБОТОВ " -

р ^ , - .. V .-.-•*■■ ■■'..- -'Л'- ■ ■ V

г . ' - : 1 *

- . ' '' к 05.13.07— ~ -

т

автоматизация технологических процессов и производств

V

\\

АВТОРЕФЕРАТ

)

диссертации на соискание ученой степени 4 ^ / . доктора технических на/к ' 4

' 7 ; . ^ ■ I - ......, ;Л '

. 4 Киев 1995'

■■■, ' гл , ч а

\

Защггассщнггся ва заседании сшад...

I99&4-. » . часов Л 50,02.01 Jtm.-i

им.Е.О.Патойа ВАН Украины (252850 ч , ' ' Иимиб ГОД ул. Бокюнко, II). ' ~ ' ;

% ~> * - \< • . -

-у

\

4 ✓ t Vi' ^i'ís .Í-^ V .. ww«. ' i .t.«

в* ВДИВД ,>^дашяв^'Яотпу».

Л-

элвжтросварки им.Е.О.ПатонаНАН Украины-,

л

• «

' 'S'- *s3faa4 • ÄSf^.j -i

БЕРНАДОКИЯ B.H.

*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА' РАБОТЫ

Актуальность и состояние проблемы. Существенное повыше-йиэкачэства промышленной продукции, гарантирующее ее конкурентноспособность на мировом рынке, неразрывно связано с по-вьшевтам требований к точности систем управления различного рода оборудованием, аходяшда в состаи автонатазированшх технологических комплексов, а частности, систем управления сварочными, газорезательными и чертежно-графическими автома-'тами, коорданатографащ, промышленными роботами,' манипуляторами и металлообрабатьюающкми станками. В связи с этим разработка эффективных методов повышения точности систем указанного класса представляется весьма актуальной.

Большой вклад в решение проблем, связанных с автоматизацией и роботизацией производства, внесли Б.Е.Пзтон, В.К.Лебедев, В.Й.Скурихин, Б.Б.Тимофеев, А.Г.Йвахвенко, Г.А.Спьшу и многие другив ученые. Из огромного количества опубликованных работ по данная проблематике значительная их часть так или иначе посвящена вопросам повышения точности систем управления программным движением.' Общи© метода решения указанных вопросов дает теорйя многосвязных систем, получившая существенное развитие в работах В.Т.Морозовского, О.С.Соболева, А.А.Туника, В.И.Гостева, П.Ф. Осмоловского, Б.И.Кузнецова, М.Мватз-у1с, М.СоХааЪ и ряда других ученых. Повышение точности систем щравдэния программным движением в рамках этой теории сводаг-ся фактически к уменьшению динамических ошибок локальных воспроизводящих систем (ЛВС), входящих в состав многоканальных систем управления. Такой традиционные подход достаточно аффективен, если сепаратные каналы слабо взаимосвязаны ш м

взаимодействием можно пренебречь, а программно заданные и желаемые траектории даивния рабочего инструшнта неггрэменно совпадают. Нацрактшю же такое предположение часто н0 выполняется. Например, при роботизированной дуговой сварке «маемы© траектории, т.е. линии свариваемых соединений* яв-за неточности изготовления и установки деталей под сварку могут, как известно» сущэствэнно не совпадать с заданными траёкторв-яии. Очевэдшо, что в таких ситуациях, независимо от того, кагат бы высокими точростньш характеристиками не обладали

ЛВС, точность движения по яшаемым траекториям ионют оказаться недопустиао низкой. Иначе говоря, традиционные методы повышения точности здесь малоайекгивны. Нужны, очевидно, совсем другие подаода. Впрочем, даже в том идеальном егучда, когда желаемые траектории совпадают . с траекториями, гадав-шш. программно, точность двшения определяется ввппсрадст-венно не вектором динамических ошибок ЛВС, как это иошт показаться вэ горвьй взгляд, а проекцией вектора на вормап» я заданное траектории. Следовательно, для повышения точности движения по траектория» вовсе не обязательно повышать точность ЛВС, а достаточно лшь обеспечить поворот вектора коорданатных ошибок или его смешонш, т.е. обеспечить коррек-щш соотношений вежду динамическими ошибками ЛВО, коррэшш скорости жш коррекцию заданных траекторий.

Ковшподя торрахотфувдегр оправдания, ориентированная на повышен® точности программных систем,, была вддашуга а работах M.S.Игнатьева и Ю.В.Крементуло. Дальнейшее m развит® связано с ..работаю* к.ВЛшцка,Л.й.Боачука и и.В.Мщюшншга. Шаду там щзш ряд вопросов, отнасящжся к теории ш практик® шстроеюш швгашальньк систем с корректирующим ущтйеншм в йсавдовашт юс данаштаэсках свойств» да сна пор оставался недостаточно тученш, Так, до настоящего времени били ее век следованы устойчивость, точность и переходные процессы в та- ' ких системах. Основная трудность в изучении систем этого класса обусловлена структурной сложность® и тем обстоятельством, что в их замкнутые контуры входят параметры заданной траектории. в '

. Щда реализации корректирующего управления дшюншм сварочных автоматов и роботов возникает иная трудность, свяаан-ная с необходимостью текущего определения возможных отклонений линии свариваемого соединения от сварочного инструмента и геометрических параметров самого соединения от их номинальных значения. Одно из трстоктивных направлзнш в поисках решения этой проблемы основано на использовании гак называемого аязк-тродугового метода, заключающегося в том, что указанные отклонения определяются косвенным путей ш текущему*- изменен») сварочного тока. Значительные результаты в данном направлении

s

приведены в работах В.АЛимченко, ©.Н.Нисилевскбго» Н.Р.Швад-кого В.Т.Тертышнего, В.В.Долйненко» В.Ф.Трефилова, В.М.Щна-рина, Y.Sugltant, V.Sensafc и АЛоп©1. Однако до настоящего времени оставался нерешенной проблема, связанная с получением удовлетворительных оценок текущих величин упомянутых отклонений, поскольку сами оценки при изменении режимов и параметров процэсса сварки также изменяются. Дяя получения • оценок, слабо ■зависящих от изменения параметров, необходимо располагать, да возможности, более глубокими представлениями о функциональных' связях меаду оценками и указанными параметрами.

Вешние названных проблем, а также . пробам, саянньк с теорией и практикой построения широкого класса кногоканальньк систем с -автоматической коррвкдай прбграммного движения, положено' в основу диссертации.

Цель работы. Цель» диссертационной работы являюсь разработка и практическая реализация методов тзвышенш точности систем управления програшньм движением сварочных автоматов ш роботов путем корректирующего управления движением. При этом решались следуадкэ задачи:

1. Аналитическое исовдованиэ дааамшш програшныж скотом с корре$тирущш управлением, взшгаавдзэ анализ устойчивости, точности и времени переходных ярадасеов;

2. Анализ влияния параметров сварочного контура» режима сварки, формы свариваемого соединения и харакгеристйк поискового двшения сварочного инструмента на оценку отклонения этого инструмента от линии совданевия, получаемую яутэа наблюдения за измвненшм тока сварочной дуги;

3. На основе полученных теоретических результатов разработка высокоточных систем управления пространственным дай-«еняен рабочих органов еварочньш: автоматов и роботов.

Методология и метода исследования. Дяя решения постав» ленных задач использовалась методология теория управления, методы пространства состояний, функций Ляпунове, рекуррентного оценивания и идентификации.

Научная новизна. Првдяошны метода повышения точности, основанные, на совместном использовании принципов инвариантно-

'1

ш

ЯР

ЙйР1

сти» коррекции соотношений между динамическими ошибками ЛВС и коррекда скорости воспроизведения заданных траекторий. Разработаны структуры систем управления» реализующих указанные .метода. ■ . .

Подучены уравнения динамики траекторией ошибки дяя систем управления программным двшанивн с различными законами коррекции скорости, поворота вектора координатных отЗон и комбдаировённого корректирующего управления.

Определены рабаствы© условия, в виде адгебраичэскиж соотношений ( гарантирующие асимггготичвскую устойчивость движения сйстею с корректирующим упрзвленшм.;

Разработан ана-штичвекиа метод оценивания точности в установившемся режиме, основанный на развитии метода коэффициентов ошибок, предусматривающем построение процедуры рекуррентного оценивания» а также порчены охщкн точности и одан-ки времени шхода сйстем на номинальный режим.

Построена.шдель шввнтветх продессов, протекаквдиг э сварочном контур© при дуговой сварке плавящимся электродом в среда защитного газа, и предложена квазигшерболическая модель jara™ йодаречного сечения свободной поверхности сварочной ванны, формирующейся в процессе сварки углового соединения.

Вшрвыв установ-юны зависимости», связывающие параметры сварочного контура, рэядаа дуговой свада, свариваемого соединения и текущее отклонение конца эжктрода от линии aforo ооеданеяия с измеряемыми амплитудами старших гармоник колаба-нвд сварочного тока ¡ ; ' "■ •

Предложен принципиальна новый метод оцэнивавия изменений геометрических параметров свариваемого соединения, которой основан на текущем измерении змшштудо второй гармоники сварочного тока, содержащей информацию об этаж параметрах.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные метода и технические решения могут быть успешно использованы при создании широкого класса систем управления щюграммным хщииенюм. Американское математическое общество в Мичиганские университет США сделали запрос по публикациям автора, в которых изложены упомянутые метода.

■М

Установленные аналитические зависимости между параметрами сварочного процесса и отклонением сварочного инструмента от линии соединения, а также метод текущего оценивания изменений параметров этого соединения открывают вовью возможности повышения качества формирования сварных швов, выполняемых сварочными автоматами и роботами, и расширения номенклатуры свариваемых изделий.

Предложены оригинальные технические решения систем с автоматической коррекцией программного движения, защищенные авторскими свидетельствами и обеспечивающие значительное повышение точности воспроизведения заданных траекторий.

Полученные теоретические и практические результаты использованы при выполнении хоздоговорных и госбюджетных работ, которые были проведены в период с 198? по 1995 год шд руководством и при непосредственной участии автора.

Метода теэдзй коррекции траектория движения сварочного инструмента были реализованы в рамках теш X.6.1.21.ХО, выполняемой по постановлению Бюро ОМШ НАН Украины, и использованы в разработке смете® геометрической адаптации НК ДС дая НПО "Ритм" (г. Санкт-Петербург 5 хоздоговор. H77IO).

Метод коррекции соотношений кежду даяашчэскши ошибками Еосг/рошводяада систем использован при разработка 4-х то-так тзкувдй адаптация роботов FM 01 для НПО "ШИПТмаш" (г.Краматорск, хоздоговоры N 17 и Н 227).

Мэтош оцэяки бокового и продольного текущга опишет® сварочного шструмеята от шт свариваемого соединения, ос-вованнь© на использований сварочной дуги в качестве источника шфораида, з такш соответствуете© алгоригш ш программы были реализованы при ш,»ш проектов 6.4.3.3 ш 8.12.2, разрзбатываешж в рамкаж Государственных научно-тшщичвскиж цраграш S.54 "Сварка и емеаные вопросы" и в. 4 "Способы создания компшгершх даэгрированшж производств", угвэрвдэавых ГШ. Эта штода зашли ярт&шшт в разработках всех 5-ти укеезЕшв еистш (хоздоговор»! ]f 7710, В 17 и Я 227).

Ьйтода тющва одаяви отклонение сварочного шструиадга, инварианта^ го отношению к изменению режгш долговой сварки, реализованы при выполнении НИР, проводимое ИЗС ш.Е.О.Патона

по Торговому договору с фирмами МоЕ1а и АШк (Финляндия). Пооаэ завершения данной разработки предполагается создание промышленной версии системы слежения за сварочным швом. , Акты внедрения привеведены в Г^шоженш к диссертации»

На защиту выносется сдадуташ основные положения, разработанные лично автором: Лг-л-

I. Метода повышения точности движения по траекториям, ^ основанные на сжатии и повороте вектора координатных ошибок» а также структуры систем, реализующие указанные метода.

• 2. Динамические модели траекторног ошибки традиционнньпЕ систем и систем с корректирующим упраздняем. : ч 1

3. 'Результаты аналитического исследования динамических •свойств систем, включающие:

- алгебраические условия робастноя устоачивости двшения ' систем произвольного порядка по криволинейным траекториям с различными законами коррекции этого движения; ...

- робастные условия устойчивости движения систем низкого порядка с коррекцией скорости, с поворотом вектора; координатных ошибок и комбинированным корректирующим управлением;

- условия'устоачивости движения, полученные на основе * функции Ляпунова;

- оценки точности двшения по заданным траекториям в установившемся режиме и оценки времени переходных процессов, 8 * таю» метода их получения.

4. Математические модели динамических процессов, протекающих в сварочном контуре при дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитного газа, и модйль огибахтг линии поперечного сеяния свободной поверхности . #арочног ванны, фрршрующейся в ходе дуговое сварки углового соединения при шдар®чвых колебаниях дуги.

5. Аналитические зависимости, связывающие измеряемые амплитуда старших гармоник колэбавий сварочного тока й их фа-еовые сдвкги с физическими и геометрическиш параметрами, .§8-рантеризувдими сварочный срэдасс, свариваемое соединение.; пвречное движение горелки и текущее пространственное тщщяьЩ^ ат конца электрода относительно линии данного соединения.

в. Метод оценивания изменения геометрических параметров

свариваемого соединения, основанный на идентификации агаютгу-да второй гармоники сварочного тока при поперечных колебаниях дуги.относительно линии этого соединения.

7. Технические решения (защищенные авторскшш свидетельствами), позволяющие реализовать автоматическую коррекций , скорости воспроизведения программно заданных траекторий, автоматический поворот вектора координатных ошибок» комбинированную автоматическую коррекцию, боковую и продольную коррек-• даю сварочной горелки.

Апробация работы. Основные результаты, полученные* в диссертационной работе";1' докладывались и обсуждались на 5-м и 7-й Всесоюзных совещаниях по теории инвариантности (Кдав, 1976 и Баку, 1887), 4-м и 8-й Всесоюзной совещании по управлению многоовязныш систакаж (Москва, 1978 и Суздаль, 1990), —бштозиущ по проблемам избыточности в информационных системах (Ленинград, 1983), 8-м Региональном научно-техническом еэшшарэ по многопроцессорным вычислительны® системам (Таганрог, 1985), Всесоюзном сашнарэ по динамике нелинейных провесов управлений (Таллинн, 1987), 11-и Всесоюзном совещании по проблемам управления (Ташкент, 1989), 5-м Всесоюзном совещании по роботатехническим системам (Гелэндак, 1890), 1-ой Всесоюзной конференции ш координирующему управлению в тежщ-ч&стк я природных системах (Малый Маше, 1381), конференции по роботизации производства сварных конструкций (Кшв„ 1990), семинаре по автоматизации метода? неразрушашйэго контроля качества (Олавское, 1992).'

Работа в целом докладывалась на научном сетинарэ "Автоматика, источники нагрева и питания, физика дуговых протесов, неразрушающий контроль" в Институте электросварки им. Е.О.Патона НШГ . ®

Цубликащи. До материалам диссертации опубликовано 37 податных работ, в тле которых семь авторских свидетельств в один патент на изобретения.

Огаисгура и объем работы. Диссертация состоят ш введения, шестй глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содериит ЗШ стр., в том шив 45 стр. кшетрацш и

таблиц, список литературы на ,1? стр. (151 наишнрванш) и ? , стр. приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена анализу и классификации методов повышения точности широкого класса многоканальных систем о корректирующим управлением программно заданного двишния. Особенность этих систем заключается в том, что их делаемые движения в геометрическом пространстве »т задаются о точностью до линш

- О, ц - 1, ... , *-1 , (I)

являющихся траекториями движения» где а^ги » ...

... . а£(»Лт.

(Д

В качестве меры точности воспроизведения заданных траектории в системах рассматриваемого класса выступает так называемая траекторная (контурная),. ошибка

еа) - ¡ха) - .

характеризующая расстоянш от точки фактического полошеия рабочего инструмента системы с текущими координатами ... , до ближавдеа точки

aP(t) » атв т!п ЦяШ - хЧ ,

х : т.схэ*о

. . и : ■■

находящееся га воспроизводамоа траектории- (I), где зРш «

• .... хам^ш.....

Ф«С21 ..... .

Задача корректирующего управления заключается в .обеспечении движения точки внутри так называемой гишртрубки динамической точности, радиус е0 которой характеризует задаваемую точность движения, т.е. задача состоит в выполнений условия в

|е(и| «в, <2)

при всех t > t0 .

Оценка траекторией ошибки e(t) задается в ввдэ

' А 1

Е » | (¡8хЦз1Пф| , (3)

где

||&г|| = / Oaf + + ... + ба^

- евклидова норма вектора координатных ошиЗок,

Ф = arceos-г--

Рагй il^ll •

- угол между вектором Qz и вектором ¿c'=f¿£ ..... ¿£ JT, направленным вдоль касательной к воспроизводимой траектории.

Анализ выражения <3) показывает, что для уменьшения траекторий ошибки есть по крайней мерз три принципиально различных пути. Первый тать основан на уменьшении нормы а бага вектора координатных ошибок te ши, иначе говоря, на "сжат-таи" венггора бх . Этот путь может быть реализован либо за счет непосредственного уменьшения ошибок ЛВС, т.е. традиционно» либо за счет корректирующего управления скоростью воспроизведения V(t) я ¿°(t) в функции от траекторией ошибки е , предошеяного в свое время М.Б.Игнатьевым. Второй путь связан с уменьшением угла ф . Реализация этого пути возможна или за счет введения в ЛВС дополнительных связей, обеспечивающих подачу корректирующих сигналов, направленных на поворот вектора te вокруг точки zf(t), ши за счет введения в систему дополнительных ЛВС, выполняющих этот же поворот. Третий путь црежшзгазт корректирующее "смаденюэ" &с , в результате которого начало данного вектора долкшо скользить по заданной траектории =» 0 ши хотя бы находиться в пределах

гишртрубки данашческой точности.

Сравшпшьш» анализ существующих методов повышения точности показывает, что ни один из них сам го себе в отдельно-сш ве может, в частности, обесточить одинаково высокую точность на всей траектории, если ©а кривизна переменна. В связи о зтш предагагаюггея метода, основан®© не совагаетном воздействии и на модуль вектора вар , я яа угол <р , позволяющие обэстчить как высокую точность, так а стабилизацию контурной

ошибки. Предлагается, соответсвеняо, и несколько вариантов структур £ж<л®м, гаравтирутощих наийолэ9 высокш шказатвли точности. Одна из таких структур приведена на рис. I, на котором обозначены: яо*мо(р) - передаточные функции регулятора и объекта; д - векторы входных и выходных воздействие ЛВС; й?=до-<? - вектор ошибок ЛВС; А~*(*) - вектор-функция, определяемая кинематико^конкретноя системы я реализуемаяв программирующем устройстве ПУ; 7а, еа - рас* -„четные значения скорости и точности, вводимые в корректирую^-щее устройство КУ.

Предложенные нетрадиционный подход к повышению точности, направленный на сжатие вектора бх путем коррекпфующэго управления скоростью 7, а также на поворот и смещение данного вектора, связав с введением в структуры систем корректирующих обратных связен (см. рис. I). Это, естественно, может #

ЛВС

ПУ

V

РЛ?) - О

V

Од

и

Е

ТИ.

Рис. I

привести к нарушению устойчивости движения. Появляется, таким образом, острая необходимость в оценке области возможных значений параметров корректирующих устройств, в которой гарантируется асимптотическая устойвость движения системы. Задача представляется достаточно сложной. Трудности в получении та-

«

ких оценок не основе известных критериев теории устойчивости связаны с тем обстоятельством, что в отличив от обычных систем управданияпрограммньидвижением здесь в замкнутый контур могут входить параметры самоа траектории Ри(з?) « 0 .

Во второй главе . проведено исследование устойчивости движения систем с корректирующим управданием. Впервые в явном виде получена динамическая модель траекторией ошибки:

8„ » А0е0 + ЩкУ*) + + - Щэсе .

А Л Л '

Здесь введены следующие обозначения: е„ - .....емп] ,

" с ■ 1,2, ... . п ; а„ - Спхп)- матрица пара-

метров ЛВО ап_1 , представленная в форме Фробениуса; Ъ^ -матрица, определяемая из выражения

Х.Ш.Г*«

1 -а^а J IVе' -*1<*>\

в котором » ¿¡(а) - производаые по параметру еа) «

* раз т известных функций и 1^(8) , задаваемых 6

многообразием (I); , с ий- вектрры вида &4«10, ... , О, ^ ... , 0, )т, <2- 11, 0, ... , 03;

« (а; - корректную»» сигналы;

ае» » ¿¡,(а) - Д^га; ¡^(ац

. кривизна многообразия (траеетории) (X) в точке х0 $

Ц » 1 +

• безразмерный параметр» характеризуйте демпфирующею свойст-

ва ЛВС; - уточненная оценка траекторией ошйки в » опрэ-

Л'-' .

деляемая из соотношения е„ »..де . (Штрихами здесь и далее обозначено диффундирование по соответствующему параметру, а

• Законы корректирующего управления строятся в форме

1Г(НГ = ОГфШ; ,

Ш) ■ *■ т^-щщг)) ,

(Б) (в)

где й(>) и О(') - некоторые линейные операторы, а

ФШ » е„ - евШ . <7>

Модели, описывающие динамику замкнутых систем управления программным движением с автоматическое коррекцией скорости 7 , с поворотом вектора бг и с комбинированной коррекцией, в силу (4,)-(7) для случая, когда операторы П('), [/(•) задаются в форме ГЩ-структуры, получены соответственно в веде

Ф,- Мае

йав'&аУ3

Ф*- 4+ И« + МЛ •

(8> (в) (10)

Здась (фл1.....ф„пЗт , ; X » .

- (пИМда-и- расширенные матрицы параметров, а эе' (в;. При атом

К •

1 о ... О

К «

'_о_о__о„„._..„о 1

X С < ... о]

А

%

о %

о ^

о о о

"п-И

-1,

(8>~

О о

где ' Ы

С ' < • < - соответственно, параметр ров коррекции скорости 7 и поворота вектора 6х Устойчивость двйшнйя систем, описываемый мод - (10) при условии» что параметр эе ». х(з) постоянен жш

цэссов в системе, Т;в. в квазистационарном случае» опредвля-

ам„) , и,-Н1сХ„] и я„„-нхс£„] . Однако, если эре-

Суется не только обеспечить устойчивость движения, системы от-

традатра аг ¡, но и одзнкгь область возможных значений этого параметра, при которых даишние системы остается робэстно устойчивым, то возникают трудности,' связанные с очень громоздкий вычислительными проадщгрйщ, объем которых 'быстро растает ш мере роста порядка системы.

состоит в том, чгооы подучить интересующую

¡, построение которой н© требо-б кик вычислительных олэрацнй, Подобного 'рода

в

в работах М.Парода и А.В.Липатова» Н.Ж.Соколова. Между тек использование сравнительно простых достаточных условий для определения

к

квадратичных

н

В диссертации получен рад новых результатов, сформулированных и доказанных в воде соответстаушда утверждений, которые позволяют давить граничные значения ж непосредственно в аналитическоРфорир, ие прибегая к слонсным вычислительный процедурам. В частности, показано, что если движение локальных воспроизводящих систем асимптотически устойчиво и выполняется условда

8 <

inf

i

1

ir

1+

А

(И)

а котором

V

то jmmsm замкнутой системы (8) таю» асииптотщески устойчиво. В выражении (II) - t-и главный диагональный шшор

■ А " - '

матрицы Гурввда Н0 . образованной иа коэффициентов полинома, соответствующего да^фарэнциальному уравнению <8) при ае » Os ^j(V) " минор, полученный замещением у столбцов минора

мм " А • . . ' .

соответствующими столбцами минора матрицы .

Получены также условия робастной устойчивости двшевщ систем произвольного порядка о гфотрщонально-даффервндааль-вым, пропорционально-интегральным и интегральным законами коррекции, сформулированные- и доказанные в форме опредавэн-еых утвврйцьниа, ,

Для большинства практических случаев, когда ЛВС олисыаа-втся уравнениями низкого порядка, оказалось возможным получение условие устойчивости, не налагающих (граничений на величину « . В частности, показано-, что дяй сиотем третьвго порядка, т.е. когда л - 2 , движение замкнутых систем (8) и (9) аситготически устойчиво при любых значениях к , если выполняются условия

*А +

<т

17

К < <1 + Kí>

«няввтетавяно..

Получены условия, гарантирующие асимптотическую устойчивость движения при любых значениях ж для систем, описываемых уравнением <10) при п - 2 , и дая систем с законами, кор-ректирующэго управления, отличными от <5) и (в). В частности, ва основе прямого метода Ляпунова проведано 'исследовзнш ус- ; тоачивоста движения системы с интегральным законом коррекции скорости V . При этом получено условие

(14)

устанавливающее ограничение на кривизну х щт. заданной скорости движения У .

Третья глава шсвяшзна вопросам .'. аналшза переходных и установившихся решшов в системах управления программным движением с автоматической коррекцией скорости и поворотом вектора координатных ошибок. Трудности, возникаю®® при оценивании точности таких систем в установившемся режиме на основа известного метода коэффициентов ошибок, связаны здесь с появлением зависимости сигналов* поступающих на входы локальных воспроизводящих систем, от ошибок самих этих систем.

Для преодоления указанных трудностей предлагается подход, основанный на построении процедур рекуррентного оценивания траекторной ошибки ее использованием метода коэффициентов ошибок.

Получен ряд оценок точности воспроизведения заданных многообразий в установившемся режиме баз каких-либо ограничений на порядок дифференциальных уравнение, описывающих эти системы. В частности, для случая, когда С » 0 , а закон формирования скорости воспроизведения (5), (?) выбирается в форе

** ■ V8o - •

получено следующее выражение дяя оданки установившаяся траек-торной ошибки

mSMi, »r

«(d

В этом выражении

^ - л-"*

aaeiö; + (а) .+ Нгх"(в) +

ДГг -(7,

* ß i ~

ГГЧ> I

а ]

-1 = о, иг, : лщ

- я

JSfe»-

где 0t - Коэффициенты ошибок,' ощю'делявмдо из уравнения (в) при s ® О , а безразмерный параметр а равен

а » 1 + ш КпОа . - <1в)

Показано» что введение в систему обратной связи, обеспечивающей автоматическую коррекцию скорости 7 в ®|ркции от траекторноа ошибки s„ . когда заведомо выполняется условие устойчивости (II), привода- к уменьшению установившейся ошибки еЖа) . При этом составляющая ошибки, вызванная кривизной траектории, уменьшается в а раз, а составляющая, связанная

с изменением кривизны траектории - в /с? раз. Если закон -управления скороотыо строится в форме i

Vй » iy4e0 - ejtmt | - о

то оценка траекторией ошибки при £ » о представляется в виде следующего ряда: ,

з

<» ~ V + Gi* (a>{-I%tf + саге"сз-,(тг|—j3 + — т

Получена также оценка точности воспроизведения траекторий системами с автоматическим поворотом вектора координатных

ошибок бх для случая, когда Г» const , а оператор Ü(- )

■ t

а выражении (в) выбирается в виде V(t) " \Steo~e4(V^t .

о '

Эта оденка определяется следующим выраженжм:

- %V^Px4* (а> + 0г\^«"(в) 4- ...J . <1в)

При исследовании переходных режимов в системах с автоматической корревдюгскорости V показано, что время выхода

»

этик систем на номинальный реншм уменьшаете« в й pas по сравнешш.-;сЬЧ временем выхода систем на тот та режим без коррекции, где

[CL а

1 + J . (19)

Показано также, что при Q = U и ж *> 0 время выхода на номинальный режим систем с поворотом вектора йх составляет величину, в к" раз меньшую, чем время выхода систем о коррекцией скорости 7 на такой же режим, где

Приведены результат моделирования на ЭВМ, показывай®®, что предложенный подход к анализу установившихся ж переходных режимов позволяет получить достаточно точные представления об этих режимах.

В четвертой главе построены аналитические модели динамических процессов, протекающих в сварочном контуре при дуговой сварке угловых соединений плавящимся электродом. В отдача» от моделей, используемых в работах В.М.Панарияа, В.В.До-линенко, A.Yongyl, Y.Ll, M.Uablo, W.Mao, Ï.Sugltani, A.Koves, I эти модели учитывают не только параметры указанных процессов, но и геометрические свойства свариваемых соединенна. Получе-j на, в частности, динамическая модель

йсвос + ты щ » , ■

<21)

« _ _ »» г С • 1 .

<t - F (Z)pxHH) + Р .

ь

в которой ôC » i(t)-ia - отклонение текущего значения сварочного тока l(t) в точке Р (см. рис. 2) от. его номинального значения la в точке Р0; Р(х) - линия сварки, являвшаяся линией пересечения некоторой поверхности и плоскости XZ ; 7„ - скорость перемещения горелки вдоль оси X ; 2 - яа-

хюяженность электрического поля в столбе дуга Ш »—22.L.»

• ■ '■■■«(.■'■IV"

*

крутизна скоростное характеристики алаааэнйя электрода по

току веточке й^Ш» —

крутизна скоростной характеристики плавления электрода по вылету в этой же точке, где УПЛ- ' скорость плавления электрода, ' h * h(t) , ha -соответственно текущее я начальное значения вылета электрода; Гй0, 2 : текущее отклонение продольной

оси вылета алшсфода от начального своего положения; *

- я + »А» + 5д - sn + 1ÍI

- суммарное сопротивлэшю сварочной цепи, где L , R - индуктивность и активное сопротивление сварочного контура, г я ' * ; **• коэффициент, характеризующий электрическое сопротивление вылета электрода, приходящееся на единицу его дяины, а р , d -удельное сопротивление и даамаТр электрода

соответственно; , S. *

L

di

L

вольт-амперных характеристик дуги и источника питания соответственно, а ц, <* ti - напряаение источника питания, за-швявре в общей случае от тока сварки í , ид *> ида,1) вещ»мание йа дуге, являвшееся функцией тока сварки 1 в Дяины дугового промежутка i .

В рамках атой модели исследован процесс

Е7 г t-t

ÜUt) - ~f p-We. )[1 - expc- '

"ев

+

(22)

который возникает в сварочном контуре при дуговой сварена, когда Линия F(x) представляет собой прямую, ■ распрлоивннув> под «псоторш углом х^торцюоа" лшшн в - я «ш. рис. 3),

; т ■

Показано, что в начальные период времени (от iH«

V

до

„1АГ1 (pic. 4)) основной ''вклад*'в возшшздвв оклонение Sift; вносит та ездо часть. которая вызвана скачкообразным изменением скорости движения электрода Ь7а* 17

относительно текущей точки сварки Р

ОС

Этот вклад тем боя»-«

Рис. 4

ш, чем больше угол наклона линщ сварки а « arctg £ и скорость перемещения горелки. 7Х . В момейт времени t*te отклонение Si определяется в равной степени как "дополнительной" скоростью А7Э , так и уменьвающимся расстоянием Яе= » Й- между торцом горелки и точкой сварки iP . йнвч» Говоря, при t«t„ вклад первого и второго факторов практически .одинаков. При t>t„ "доля" в отклонении. 6t , вносимая рюньшающимся расстоянием ffc (второе слагаемое в выражении (22)), становится преобладающей.

Исследован тагаке случай, когда продольная ось вылете электрода совершает в процессе сварки в плоскости Ж (ом, рис. 3) заданные периодические колебания з>х„+А sln(«t,> , up£%f , относительно некоторой фиксированной точки х„ о амплитудой А и частотой / . Линия же F(x)»Mx по-преинему расположена под некоторым углом Л = arctg К к оси X . Показано, что амплитуда А колебание сварочного тока щ» • -А < будет определятся ооотношенйем

ЕМ

шГ_

(S3»

(23) показывает, что по мере частоты / амплитуда А асимптотически приближается к мак-

К » , <24)

от f . ,.'

Из (24) видно, что А, нё 'аависигЛкГЙ-от параметра Л , в это означает, что Аж практически не зависит от ре-аима дуговой сварки. Полученный результат позволяет, в ностн, ответить на вопрос: с какой частотой поперечных

дуговую сварку, чтобы амплитуда А сварочного тока была инвариантной по отношению н основных параметров режима сварки? В литературе в последнее врэмя все чаще стали появляться публикИдии, в кото-

вдэння. Показано, что частоту колебаний горелки / следует

у^-'П- <->

® котором . |1

®рэд

плоскостью j в которой дуги ира сварке углового мвктрода. Эта модель гаюет вад

F(x) . А/Ж . <»

В форвдда {2В> S» tga-воа f(z) (си. ряо. б>, а

раскрыващее

А

;

линии Р(х) от скорости сварки 7,_в . скорости подачи 7а и диаметра й электродной проволоки, ширины зазора Ь между кромками, глубины притупления кромки с и угла а « аг^ К, характеризующего угол разделу- кромок. Коэффициент я в (27) » определяет отношен® площади поперечного : сечения сварочной ванны непосредственно под вылетом электрода к площади поперечного сечения углового соединения, окончательно заполненного металлом в результате дуговой сварки.

'На основе разработанных моделей (21),(26) впервые установлены соотношения

АКЕ ШГ ^ЛъЛ

Н --. ' <28>

<29)

аналитически связывающиэ измеряемые значения амплитуд ^, - А^ первой и второй гармоник колебаний сварочного тока

6Ш) » + А1соз((1){+Р) + А8а1п(2ы»+7) (30)

со значениями параметров, характеризующих «¡варочный контур (В, Гсв , Ясв), решим дуговой оварки <2Рсв , А), фориу ое-

arctg{affCB)-

чеяия свариваемого соединения (К , А), поперечное ' горелки {А , и) и "боковое" отклонение конца электрода относительно линии соединения свариваемых элементов <еь>. В вй|>з-жёяии (30) А0 - постаяннэя составляющая, а р» 7= - arctg(2(i>rcb>)-arctg(-^¡5-).

В пятой главе рассматриваются задачи синтеза систем автоматической Коррекции движения сварочного инструмента с ис-' пользованием алэктродугового сенсора в цепи глобальной обратной связи) Дана классификация и сделан сравнительный анализ известных методов оценки Сокового отклонения еь . Задача текущей коррекции отклонения еь решается как задача автоматического поиска экстремума Функции (28). При этом в качестве метода поиска принят метод модулирующего воздействия, а синхронное детектирование вида

i , щ

ГА Т

■ / ti(t) а1а(ы*нр)<» t-r

(31)

отоб-

исгользуется как способ выделения сигнала ражашюго, согласно <28), <30), величину текущего

В вмраяашш <Ш т~Щ, г - коэффицдает проперло-нальности, a tpнастраиваемая начальная фаза.

На основе процедур идентификации некоторого обобщенного параметра

rjfM «,

% -- .. . ■ <32) ^

гйев

и автоматической настройки параметра Я^ системы боковой кор- , рекции из условия

. const <33)

W

решается задача обеспечения инвариантности <ш отношению к изменяющимся условиям и реяимам дуговой сварки) времени выхода инструиеета.ва линию свариваемого соединения, отделяемого щри ^Л • const уравнениям, -

Пботавлена и решена задача продольной коррекции сварочного шструквнта* отличительной особенность» которой являетоя то, что стабилизация расстояния Нс<= Н-Р(х) от торца горелки до поверхности свариваемого изделия (см. рис.2) выполняется в условиях поперечных колебания дуги и боковой коррекции сварочного инструмента. •

Наряду с задачами пространственной коррекции решается задача так называемой технологической адаптации, т.е. коррекции параметров режима сварки, обеспечивающей заполнение ме-^щяоы углового соединения на заданном уровне, независимо от 'Изменения самих параметров этого соединения. Предложен принципиальна новый метод оданки изменения геометрических параметров свариваемого соединения, основанный на измерении апли-туда Аз .

Из <29) и (27) видно, что при еь* 0 и фиксированных значениях А , Б . Теа, и , 7ев и \ амплитуда Д^ зависит только от параметров К , Ь и с , характеризующих угол разделки кромок, ширину зазора между кромками и притупление кромки. Следовательно, наблюдение за изменениэм д^ , которое доступно в любой момент времени может быть в принципе использовано для оценивания неконтролируемых изменений , параметров К , I) и с непосредственно в процессе сварки. Задача поддержания заданного уровня заполнения металлом свариваемого соединения сводится, таким образом, к задаче стабилизации А, путем корректирующего воздействия, например, на скорость сварки Усв , входящую в формулу (2?).Приатом предполагается выполнение условия 7ев « где допустимое множество значений параметра 7СВ .

В шестой главе рассмотрены вопросы технической реализа- , ции и фактического применения систем с -автоматической коррекцией движения исполнительных механизмов и проведены экспериментальные исследования этих систем. Дня выполнения исследования был создан на базе промышленного робота РМ 01 и ива- ' рочного оборудования фирш Кеа$зр1 роботизированный технологи-

т

26

ческш комплекс &ля дуговое сварки.

Результаты экспериментальных исследование показан следующее:

- - введение в систему обратных связеа, обеспечивающих поворот вектора координатных ошибок и автоматическую коррекцию скорости воспроизведения траектории приводит при соблюдении условие устойчивости (I2MI4) к увеличению в в-8 раз точно, ста воспроизведения и к уменьшению в 3-5 раз времени протекания переходных процессов, что вполне согласуется с полученны-, ми в третьей главе оценками (18),(19) и (20);

- введение в систему кинематическое избыточности, заправленное на поворот вектора координатных ошибок на тхатЩ^ ческом уровне, приводит к значительному снижению (в 8-10 раз) траекторией ошибки;

- использование процедур идентификации

метра Вх (формула (32) ) и автоматическая подстройка коэффа-" 4V циента Кь из условия (30) обеспечивают пракхичесМ.^даййб-;-'''А'1'' вое время выхода горелки ва линию свариваемого соединения и высокую точность слежения за этой линией: отклонение от линии не превышает £ 0,3 мм , что значительно меньше, чем у известных систем этого классе;

-текущая коррекция скорости сварки Усв ш результатам s измерения ¿g обеспечивает вполне удовлетворшельную стабилизацию (до 10 Ж) задаваемого уровня заполнена» электродным металлом свариваемого углового шва.

Приведены схемы оригинальных технических решений разнообразных систем, выполненных на уровне изобретения, в том ш- -с® деухкоорддазтноа высокоточное сиетвшдковтурного управления, системы корректирующего управления манипуляциошм роботом о кинематической избыточностью, цифровое системы для на- . правления рабочего органа с&арочного робота по линии соединения, системы слежения с фиксацию поперечных отклонение от осевое линии свариваемого соединения. Щэедстаазэвы осшшо-граммы я временные дааграммы работы основных узлов этих систем, дат расчетные формулы и приведены результаты опытной зкщщатации. Выполнена экспериментальная проверка шетрою-.»лшх матеизтачеоак надела. ..

.. вывода

Основной результат диссертационной работы заключается 9 теоретическом обобщении и развитии методов корр&ктаруадвГо управления движением по текущим данным оданки некоторого показателя точности и решении на основе зтах методов научно-технической проблешы повышения точности широкого класса программных систем, в частности, систем управления сварочяьш автоматами и роботами.

Полученные научные и практические результаты можно сформулировать в вида следующих положений.

I. разработаны метода коррекции движения, основанные на повороте и сжатии вектора координатных ошибок и направленны» на поьпшение точности;,движения по траекториям. Предложены но- ■ вые структуры систем управления программный движением, реализующие указанные метода.

2„ Проведено теоретическое исследование динамичешш. свойств систем с корректирующим управлением, в рамках этого исследования впервые подучены:

- математические модели, описывающш в явном виде динамику траекторией ошибки при воспроизведении заданных многообразий традиционными системами и системами с корректирующий управиюяиэм;

- алгебраические условия робастной устойчивости двшения систем произвольного порядка ш ¡фиволинеаным траекториям;

- робастные условия устойчивости движения систем, описываемых дифференциальными уравнениями низкого порядка;

- оценки точности движения ш заданным траекториям и оценки времени протекания переходных процзссоз.

3. Дано математическое описание динамических проодссоа» протекающих в сварочном контуре при дуговой сварю плавящимся агактродом в среда защитного газа и модель линии сечения свободной поверхности сварочной ванны, формирующейся в процесса сварки углового соединения или стыкового соединения с раздал^ ко®, кромок. На основе построенных моделей впервые установлены аяалитическгёэ соотношэния. связывающиэ измеримые амплитуды старших гармоник колебание сварочного тока и,их фазовые сдаи-ги с параметрами сварочного контура, решила дуговое сварки.

Яш

- горелки относительно линии этого соедшния.

5. Получены условия инвариантности оденки бокового отклонения сварочного инструмента и времени выхода системы на линию свариваемого соединения по отношению к изменению параметров режима дуговое сварки.

в. Предложены научно обоснованные технические решения-систем с автоматическое коррекцией скорости, с автоматическим поворотом вектора координатных ошибок и с комбинированной автоматической коррекцией, а также систем боковой и продольной коррекции сварочного инструмента.

?. Показано, что разработанные метода и технические решения весьма эффективны и открывают новые возможности существенного повышения точности различного рода программно управляемого оборудования, в частности, сварочных автоматов и роботов.

Основные результаты диссертации опубликованы а работах:

1. Шбулькин Г.А. Об одном способе регулирования скорости выдачи програкш в системах программного управления //Автоматизация .научных исследовании и техническое подготовки производства. -Кюв: Ж АН УССР, 1975. - С. 89-74.

2. Цыбулькин Г.А. Автоматическое управление текши вы« дачи программы в системах программного управления // 1ам «е. 1075. - С. 74-78.

3. Шбулькин Г.А. Об одном способе уменьшения времени вывода информации из ЭВМ не графошстроипель // там т. ШЪ. О, 38-48. •

. 4. Скурихин в.Й., Китецкий Л.е., Цмбулькин Г.А. О системах цифрового программного управления с, изменением скорости

ввода программы' // Управляющие системы и машины. - 1978. -N4.-0. 29-33. '

5. Цыбулькин Г. А. Инвариантность и устойчивость одного класса комбинированных программных систем с переменным масштабом времени программ // Теория инвариантности и ее применение. 4.2. -Киев: Наук, думка, 1979. - С. 128-137.

8. Цыбулькин Г.А. Двухсвязные системы управления программным движением при воспроизведении плоских кривых // Автоматика ■ 7

- 1885, -N3. - С. 85-89.

Цыбулькин Г.А. Об одном алгебраическом условии устойчивости линейных динамических систем // Кибернетика и вычисл 8

техника, 1988, ВЫП. 69. - С. 28-33. . '

Цыбулькиа Г.А. Координирующее управление движенгам по деулерному многообразию с перекрестными связями между воспроизводящими системами //Азтома'тика. -1988. -М 2, -С. 83-8В.

Цыбулькин Г.А. Адаптивное управление движением горелки в ftpoqscce дуговой сварки//Роботийация производства сварных конструкций. -Киев: ИЭС им, Е.О.Патона, 1988. -G. 45-Ю.

10. SsytJul'Mn G.A. к Coordinating • Control oi notion 0?er a Two-Bimenaloiml Ma^ifolfi with Cross-Connections Between tiie Reproducing Systems // Soviet Journal of Automation and Information Sciences, Vol. 21 .Nc. 3, 1988, pp. 93-97.

11. Шбулькин Г. А. Повышение точности систем управлания программным движением сварочного оборудования // Методы и средства управления электросварочным оборудованием. -Киев: ИЭС им.Е.О.Патона, 1990. - С. 88-89.

12. Тимченко В.А., Цыбулькин Г.А., Власов 0.В» Использование сварочной дуги как источника информации 'дая "очувстш-ния" промышленного робота ИЗ 01 // Автомат, свайка. - 1880. -Н ю. - С. 69-72.

13. Шбулысин Г.А. Экстремальное управление корректирующим движением сварочной горелки// Датчики систем контроля ж упрааяэния технологическими процессами сварки. -Кшв: ЮС им, Е.О.Патона, 1991.. -С. 28-34.

14. ОДбулыош Г.А. Пути повышения точности систем воспроизведения программно заданных траекторий/Лам т. <-0. 34-

15. Цыбул&кин Г.А. Построение задачах адаптивного управления, дуговой сваркой// сварка. -1994. -N I. - С. 24 - 28.

16. Шедшшв Г.А, Новый метод оценки изменения

адатадии// Там же." -1994. -Я 2, -0. 37-30.

17. Л&бУЛЬКИН Г.А.

продадур

// Кибернетика и 101. - 0. 74-80.

18. Цабулыаш Г.А. Бокс

речного тока// Автом. сварка. - 1994. -N 7-8. - С. 28-31. • 19, Цыбудьиия Т.к. К вопросу О

//ГШ

Ш. - 1904. -N П. - е.. 20. Цьгбулышн Г.А. Об

рочного инструмента// Там я». - 1385. S I, - С. 50-51.

нш маншдашдаоннш роботом с кинематической избыточностью // управления и шфоратики. -1995. -Н 3. - 0. 143-150.

Г.А, »

,'/ АВТОМ. сварка. - 1095. К 5, -0. 32-34, 33. A.c. 518842 СССР, ЯКЙ Н 03 К /18.

В 24.

. A.c. 898468 СССР, Ж в 08 X 11/08.

Г.АЛ&йудыда, ко, &.Я.СЗХОДУ0. - Опубл. 15.01.82; Зол. К 2.

25. A.c. 88Ш8 СССР, МКИ 8 06 В й/18. тет програшного управления/ Г. ОТ.01.83; Боа. Я I.

28. A.C. 1588873 СШ>, ffiöi В 23 I Э/Ю.

23.08.90; Вт. Я 81.

m> A.o, I?O8?0® СССР» Щ В 23 I @ЯО. Устройства еле-ггаком/ Г.А.фбулькин, О.В.Еааеов, -Опубл. 23.0Х,8?1

т. ж в. ■ ■■■.':.' - ■. •' '■■'■

28. A.c. 1800446 СССР, МКИ G 05 В 19/Ю.' Контурная рис-

-опубл. 07.i3Q.S3S ЙОД',. Н 9,

29. A.C. 1823042 СССР, МКИ В 23 К 9/10, Цифровое. уот-роаетвд дая нэпрзвлэния сварочного робота по стыку/

-Onatu. I0.QS.63i Вод. К 22.

30. Патент Россш 1800448. Мйй G Щ В 19/18. Контурная

С 21.10.1083 Г. , .

31. Цыбулышн Г.А. К проблеме избыточности в голошшд штоаатйческш системах // Тез. докл. &-го Сшпоз, по пробл. mäkSTomocm в яшфор». системах Йэншц-рад, т& IS83 г.,) .

*. ШШ, 1883. -С, 180-183.

32. Шбулькйн Т.А. СИ установившихся процессах в ведаго-

Тез.докл. Всесоюз. сеи, по даашш нелшеаных щодабсоп уп-рашшия <Та&вшш, сеет, ISS7 г.> -М.: ИЛУ» 1Ю, - G. 37-38.

33. Лебедев В.К.,'Тимченко В.А., Щбулышн Г.А. Упранзэ-ню грзетранстаеннш дешенмэм адаптивного сварочного робота y/tes, докл. II-го Всесоюз. совещ. но пробл.управится, Ташкент, сект. 1888. - JU: ИГО*. 1989, ;-".С. $49-360,

термальной точки по заданной® многообразию в трехкернон пространств® // Тез. докл. 0-го Всесоюз. совещу' пр управлава» вдргосвяаныш сштамаш' (Суздаль, март 1890 г. > ' -M.j .ЩВГ» I99&. - С. 3-4.

35. цмбулыаш Г.*.г Влзе О.В. Об одном способе коррекции программно заданной траектории двшеная рабочего органа робота // Тез. докл. 5-го Всесоюз. совещ. ш робототехвичео-С, 08Т. 1990 Г.) - Мл ТШ, 1980. - 0.

38. Цибульшш Г.А. Координирующее робота с коррекщюй овпяй® // Те», докл. 1-ов

ш координирующему управлений в техн. и природных системах (Малый Маяк, окт. 1891 г.) - Харьков: ХЕШ, 1991. - С. 42-43.

37. Шбулькин Г.А. Контроль и коррекция пространственного положения сварочной горелки относительно линш соединения свариваемых деталей // Тез. докл. семинара по автоматизации методов неразрушающэго контроля качества (Славсков, ишь

, 1992 Г. ) - Киев: ИЗО им.Е.О.Еатона, 1992. - С. 28-29.

■ . [

Аннотация •

Шбулькин Г.А. Корректирующее управление программным двиие-вдеи сварочных автоматов и роботов.

диссертация (в виде рукописи) на соискашяе ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов и производств, Ш-т элэкт-росварки им.Е.О.Патона НАН Украины, Киев, 1995. Работа посвящена теоретическому обобщению и развит» методов повышения точности многоканальных систем управления программным движением сварочных автоматов, роботов и других промышленных установок. В основу методов положена идея коррекгярую-яето управления по результатам оценки некоторого показателя точности. Построены аналитические модели а структура систем с коррекгирунйи управлением, исследованы их динамические свойства. Разработаны методы оценивания отклонения аяектрода от линии свариваемого соединения и возможных изменение геометрических параметров этого соединения го характеру изменения сварочного тока в процесс© сварки. Показана эффективность разработанных методов. Приводятся практические результат, полученные при создании робототехнологических комплексов для дуговое сверки.

Ключов! oiobs: авгове звврюваннй, эаарювавьк i автонвтн та роботи, програмно эаааний рвх, корвктвючв кара ванн я. яккакн-hî ноаеи. CTlBKioTb рахв, гочнють bîstbopshhh траектор/а

.m

Abstract •

testiul'kin G.a. The program mot Ion correc t lug control of welding automates and robots.

A dissertation (is thff manuscript form) ior tiae degree of Doctor of Tcfanlcal Sciences in speciality 05.13.Of? - processes and manufaetorlng autcpatlon. THePaton Institute of electric welding of ttoe Nation. Acad, of Sciences of tUe ffiraine Kiev. 1995. > ■

She mick la dgvoted to t&e theoretical generalization and development of aetMods ttet la^ve exactness of the mult lefts-mel control systems for welding automates e robots and other Industrial aaeMnes. Methods base on the idea of correcting control by the estimation of some characteristic of exact-, iiess. Analytic models and structures of correcting control? systems are built. Their dynamic properties are studied» ©stlE»tlon met&ods of welding gun deviation from .the center line of welding ¡Joints and the changes of geometrical Joint parameters by tits feeMyiur of welding current are developed. Efficiency of aiettocla developed is shotn. Ksperteental results obtained in developing robotics systems for are welding are applied. ;■

w

(loen. * naw. 16.10.95. Формат 60x84/16» Вум. офс. N> 2. Офе^ пвч. Уел. пвч. п. 1,86. Усл. «».-et*. 2,09. Уч.-шд. л. 1,93. Тмрая 100 «к». 3»*.5*2Цр. ^ifr';^ ■■■ ; ;АХ'-"".Х' ~■ ; ИЭС ин. Е.О. Пвтенв. ¿5Í6&0:Кие* 5, ГСП, ув. Горького, 69. ЛОЛ НЗС мм* С«0» Пиона» 252650 Кие i 5* ГСП) ул* Горького» 69« ,