автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Структура и управление манипуляционных систем технологических роботов при лазерной резке объемных объектов

На правах рукописи

Д—

Ифанов Андрей Владимирович

СТРУКТУРА И УПРАВЛЕНИЕ МАНИПУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РОБОТОВ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКЕ ОБЪЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.02.05 -роботы, мехатроника и робототехнические системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2005

Работа выполнена на кафедре «Автоматические и мехатронные системы» Владимирского государственного университета.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор И.Н. Егоров.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Зенкевич С.Л.

кандидат технических наук Черкасов Ю.В.

Ведущее предприятие:

ОАО НИПТИ «Микрон»

Защита диссертации состоится « 20» двЧоЗрЯ 200.5г. в 14.00 часов, в ауд. 211-1 на заседании диссертационного совета Д.212.025.05 Владимирского государственного университета по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета.

Автореферат разослан « 2$ >*

Н09&Р* 200.5г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь / >

диссертационного совета д.т.н., профессор

С.И. Малафеев

Контроль?!:

:: гл:з2т.:пляр|

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Для выполнения технологических операций разделительной и размерной резки плоских и объемных изделий применяются механическая резка, автогенная и плазменная резка, гидрорезание и др.

Применение лазерной резки, по сравнению с другими технологиями, позволяет достигнуть значительного повышение точности и качества, локальности воздействия, определяющейся отсутствием деформации изделия, гибкости, возможности практически полной автоматизации и экологической чистоты технологического процесса.

Для размерной лазерной резки металлических конструкционных материалов в машиностроении (углеродистые, легированные и нержавеющие стали, алюминий и др.) и разделительной - при утилизации крупногабаритных емкостей нефтяной, газовой, химической промышленности, корпусов подводных лодок, бронетехники и других подобных объектов применяются лазерные излучатели непрерывного и импульсно-периодического режимов генерации на базе газовых С02-лазеров с длиной волны 10,6 мкм и мощностью излучения более 1 кВт.

При обработке подобных объемных объектов в качестве средств доставки лазерного излучения и перемещения сфокусированного лазерного луча по поверхности объекта целесообразно использование роботизированных технологических комплексов на основе технологических роботов, непосредственно выполняющих технологическую операцию лазерной резки.

Различными аспектами создания и применения лазерных технологий занимаются ряд отечественных научных и производственных организаций, среди которых необходимо отметить Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ), Институт проблем механики РАН (ИПМ РАН), НТЦ «Лазерная техника и технология» НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, ГНЦ «ТРИНИТИ», ЗАО «Технолазер» и ООО «Лазерные комплексы» (г. Шатура), ЦНИИ РТК, НПП «Лазерные технологии» (Санкт-Петербург) и др. Из более чем трехсот зарубежных предприятий, работающих в области лазерных технологий - фирмы Mitsubishi Electric, Kawasaki Steel Corp. (Япония), Rofin-Sinar Laser, Trumpf (Германия), Spectra Phisics, General Electric (США) и др.

В работах Абильсиитова Г.А., Белянина П.Н., Григорьянца А.Г., Козлова Г.И., Ковша И.Б., Сафонова А.Н., Соколова А.А., Макарова В.И., Шторм В.В. и других ученых отражены результаты научных исследований в области создания, исследования и эксплуатации лазерных технологических установок и комплексов.

Вопросы применения мехатронных и робототехнических систем в качестве основного технологического оборудования при лазерной обработке

I

рассмотрены в работах Абильсиитова Г.А., Генералова Н.А, Голубева B.C., Забелина A.M., Сафонова А.Н., Югова В.И. и других ученых.

Вместе с тем, несмотря на значительные успехи в развитии теории и практики построения роботов и мехатронных устройств, некоторые задачи, важные для создания технологических роботов, выполняющих лазерную обработку, решены не в полной мере. Анализ показывает, что актуальной в робототехнике и мехатронике является проблема построения структуры манипуляционной системы и алгоритмов управления технологическим роботом для лазерной резки недетерминированных объемных объектов.

Целью работы является решение научно-технической задачи разработки структуры манипуляционной системы и алгоритмов управления функциональным движением технологического робота для лазерной разделительной резки изделий пространственной конфигурации при недетерминированности геометрических и технологических параметров процесса.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие основные задачи:

1. Анализ и систематизация технологических комплексов лазерной обработки, учитывающую форму обрабатываемых изделий, выполняемые операции лазерной обработки, вид перемещения и применяемое оборудование.

2. Анализ основных закономерностей лазерной резки металлов с целью разработки математической модели и определения доминирующих факторов технологического процесса как объекта управления.

3. Разработка методики синтеза кинематических структур и структур манипуляционных систем технологических лазер-роботов.

4. Разработка алгоритмов управления и структур мехатронных устройств компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи лазер-роботов при обработке крупногабаритных объектов.

5. Разработка алгоритмов взаимосвязного управления траекторным движением, ориентацией оптической головки и технологическим процессом лазерной резки объекта с недетерминированными геометрическими и технологическими параметрами.

Методы исследований. Основные результаты работы получены с использованием теоретических и экспериментальных методов исследований, базирующихся на положениях теории автоматического управления, теории кинематики и динамики манипуляционных роботов, математического моделирования динамических систем, теории планирования эксперимента. Методологическую и теоретическую основу составили труды Афонина В.Л., Вукобратовича М., Егорова И.Н., Зенкевича С.Л., Корендя-сева А.И., Кулакова Ф.М., Кулешова B.C., Макарова В.И., Подураева Ю.В., Попова Е.П., Черноусько Ф.Л., Юревича Е.И., Ющенко A.C. и других ученых.

Научная новизна работы заключается в разработке:

• алгоритмов и структур информационной системы идентификации геометрических параметров объекта и параметров процесса лазерной резки на основе анализа тактильно-силовой информации;

• алгоритмов координатно-параметрического взаимосвязного управления функциональным движением двухманипуляционного технологического робота при лазерной резке;

• структур систем координатно-параметрического полуавтоматического управления, обучения и программирования лазер-роботов при разделительной резке недетерминированных объектов;

• алгоритмов и структуры системы дистанционно-автоматическрго, управления манипуляционной системой лазер-робота с автоматической коррекцией параметров траектории движения, двумерной ориентации оптической головки и технологических параметров процесса резки.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

• для решения задачи компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи лазер-роботов при обработке крупногабаритных объектов предложено применение силовых треугольников с переменными геометрическими параметрами, регулируемыми адаптивными мехатрон-ными устройствами;

• разработанные двумерные математические модели манипуЛяци-онной системы и процесса лазерной резки предложено использовать при создании алгоритмов и программного обеспечения контурного управления многостепенным технологическим лазер-роботом;

• разработанные алгоритмы управления с различными вариантами оптических головок позволяют сократить время на выполнение резки объекта за счет совмещения процессов обучения и лазерной обработки.

Реализация результатов работы. Полученные результаты использовались при выполнении грантов «Разработка двухманипуляционных адаптивных многофункциональных лазер-роботов с позиционно-силовым управлением», «Научное сотрудничество Владимирского государственного университета и Центра атомных исследований им. Индиры Ганди (Индия) по разработке технического проекта мобильной робототехнической системы», «Робототехническая система лазерной обработки пространственных объектов» научно-технических программ Минобразования РФ «Университеты России», «Конверсия», «Робототехнические системы», «Робототехника для экстремальных условий»; применяются при проведении лекционных и практических занятий, курсового и дипломного проектирования со студентами, обучающимися по специальностям «Автоматизация технологических процессов и производств», «Роботы и робототехнические комплексы», «Мехатроника».

Апробация работы. Основные результаты исследований и разработок докладывались на II Международной научно-технической конферен-

ции «Ресурсосберегающие технологии» (Владимир, 1998 г.), I Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы машиностроения» (Владимир, 2001 г.), Всероссийских конференциях «Современная образовательная среда» (Москва, 2002, 2003 гг.), ХП-й и XIV-й Международных научно-технических конференциях «Экстремальная робототехника» (Санкт Петербург, 2002, 2004 гг.), I Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление» (Владимир, 2004 г.), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Перспективы развития лазерных технологий в промышленности» (Владимир, 2005 г.).

Публикации. По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано 10 работ.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации 225 страниц. Работа содержит 110 страниц машинописного текста, 108 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 158 наименований и 2 приложения на 4 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагаются общие проблемы лазерной обработки, в том числе лазерной резки пространственных объектов, обосновывается актуальность научных исследований, формулируется научная проблема и решаемые задачи.

В первой главе рассматриваются принципы построения и общие вопросы управления технологических роботов и роботизированных технологических комплексов лазерной резки.

По составу лазерное технологическое оборудование может быть определено как технологический лазер, лазерная технологическая установка (ЛТУ) и роботизированный технологический комплекс (РТК) лазерной обработки. Под технологическим лазером понимается источник лазерного излучения, с соответствующими техническими параметрами. Лазерная технологическая установка - это технологический лазер с внешним оптическим трактом.

Для обеспечение относительного перемещения лазерного луча СОг -лазера с длиной волны 10,6 мкм и мощностью более 500 Вт и обрабатываемого изделия возможно манипулированием изделием под неподвижным лучом, либо применение подвижных металлооптических зеркал. Таким образом, роботизированный технологический комплекс лазерной обработки строится на базе ЛТУ, манипуляторов изделия или оптики, вспомогательного технологического оборудования и общей системой управления. Под манипулятором изделия понимается устройство, осуществляющее перемещение (манипулирование) и ориентацию обрабатываемого изделия от-

носительно лазерного луча. В свою очередь под манипулятором оптики понимается система транспортировки излучения, обеспечивающая передачу лазерного излучения от технологического лазера к обрабатываемому изделию с ориентацией оси сфокусированного отрезка луча по нормали к поверхности изделия во всех точках траектории обработки.

На основе систематизации видов роботизированных технологических комплексов лазерной обработки по функциональным возможностям и форме обрабатываемых изделий можно выделить специальные, специализированные, универсальные и многоцелевые РТК для обработки листовых изделий, тел вращения, объектов сложной формы. По виду перемещаемого объекта и траектории движения отмечены РТК лазерной обработки с перемещением изделия, перемещением оптических элементов, комбинированный вариант, по способу перемещения оптики - с постоянной и переменной длиной оптического тракта. Рассмотрено применяемое оборудование для каждого вида РТК.

По максимальному числу выполняемых операций и форме обрабатываемых изделий машиностроения наиболее перспективным является применение лазерных обрабатывающих центров, сочетающих возможности универсальных и многоцелевых комплексов, а для проведения лазерной обработки по сложной пространственной траектории - манипуляционных роботов, осуществляющих перемещение изделия, лазер-роботов, осуществляющих перемещение оптических элементов и лазерной головки и их комбинированного варианта при перемещении изделия и оптических элементов.

В результате анализа соотношения площади рабочей зоны и скорости обработки показано, что лучшими показателями обладают РТК с перемещением оптики - лазер-роботы.

Конструкция лазер-робота представляет собой совокупность манипу-ляционного робота, осуществляющего перемещение оптической головки (ОГ) по траектории обработки с поддержанием скорости, двумерную ориентацию - по нормали со стабилизацией зазора между соплом ОГ и обрабатываемой поверхностью, и системы транспортировки излучения для передачи лазерного излучения от его источника к ОГ.

Проведение полного цикла работ по идентификации, подготовке и лазерной обработке поверхности изделия одним технологическим лазер-роботом подразумевает наличие сменного инструмента. К числу таких инструментов следует отнести информационную измерительную головку, пневмораспылитель для нанесения поглощающего покрытия, абразивную головку для зачистки поверхности и удаления препятствий.

В задачи информационной системы входит измерение текущего состояния манипуляционной системы (определение координат, скоростей, и др.), параметров генерации и передачи лазерного излучения, хода технологического взаимодействия, идентификация ряда параметров в случае неде-

терминированное™ объекта обработки и передача полученной информации в систему управления для формирования и коррекции управляющих воздействий.

При решении задач идентификации недетерминированных геометрических параметров объекта обработки рассмотрена возможность применения различных локационных и тактильно-силовых информационных устройств и методов.

Структура роботизированного комплекса лазерной обработки объек-

электропитания; 2 -излучающий блок; 3 - блок охлаждения; 4 - коллиматор; 5 -отклоняющие зеркала; 6 - оптическая головка; 7 - сменные технологические головки; 8 - датчики.

В результате анализа влияния параметров лазерного излучателя, условий передачи и фокусировки, газодинамических параметров, поглощатель-ной способности поверхности изделия и других параметров лазерной резки показано, что доминирующими технологическими параметрами процесса как объекта управления при поддержании оптимального значения плотности мощности излучения являются постоянная длина оптического тракта, траекторные параметры перемещения точки фокуса и двумерность ориентации оси сфокусированного излучения к обрабатываемой поверхности.

Проблема управления функциональным движением в случае лазерной резки недетерминированного объекта решается как координатно-параметрическое управление траекторным перемещением, ориентацией оптической головки, параметрами лазерного излучателя и технологическими параметрами процесса лазерной резки.

Для формирования и коррекции алгоритма управления при использовании тактильно-силового очувствления рассмотрено применение модели напряженно-деформированного состояния, генерируемой системой автоматизированного проектирования Pro/Engineer.

В результате анализа существующего уровня систем программирования и управления технологическими роботами в условиях многофакторной неопределенности, в диссертации за основу принята концепция управления, представляющая собой сочетание адаптивного координатно-параметрического управления с использованием математических моделей и естественного интеллекта, реализуемая применением методов дистанционного управления роботами и манипуляторами.

Вторая глава посвящена анализу кинематических структур и структур манипуляционных систем лазер-роботов, разработке соответствующих математических моделей и выполнению цифрового моделирования. При этом под манипуляционной системой лазер-робота понимается двухмани-пуляционная исполнительная система, состоящая из манипулятора оптической головки, осуществляющего перемещение и ориентацию оптической головки и системы транспортировки излучения (СТИ) в виде манипулятора оптики, который служит для передачи лазерного излучения от его источника к оптической головке.

В результате анализа трех основных вариантов соединения СТИ и манипулятора, осуществляющего перемещение оптической головки - полностью совмещенного, частично совмещенного, полностью не совмещенного- предложены обобщенные кинематические структуры двух типов (рис. 2.). Второй тип (рис. 2, в, г), используемый для лазерной обработки крупногабаритных объектов, отличается от первого (рис. 2, а, б) применением двухманипуляционного исполнительного устройства, состоящего из технологического (CDE) и транспортного роботов. Штриховой линией обозначены варианты компоновки СТИ (OABCDE; OCDE (рис. 2. а) и т.д.)

При размыкании кинематической цепи MN структура г) для полностью совмещенного (I) и частично совмещенного (II) вариантов вырождается в структуру в), а при размыкании KL - в структуру а). Для осуществления плоского движения ОГ достаточным является вариант структуры, представленный на рис. 2. г).

Е

Рис. 2. Обобщенные кинематические структуры лазер-роботов

Показано, что применение второго типа позволяет решить проблему управления избыточностью кинематической структуры, возникающей при выполнении операции лазерной резки объекта со сложной пространственной геометрией обрабатываемой поверхности, путем замыкания и размыкания кинематических подцепей транспортного манипулятора в процессе движения по траектории обработки и стабилизировать длину оптического тракта при использовании частично совмещенного варианта манипулятора

ог и ста.

В результате анализа вариантов соединения СТИ и манипулятора для рассмотренных кинематических структур показано, что реализация полностью совмещенного варианта компоновки СТИ приводит к значительному увеличению масс звеньев и шарниров ввиду установки таких дополнительных элементов, как отражающие зеркала с системой термостабилизации и приводами юстировки. Для решения этой проблемы предложено использование компоновочной схемы построения манипуляционной системы

с приводами, вынесенными на общее неподвижное основание, или выбор частично совмещенного варианта с обходом СТИ ряда степеней подвижности.

Для случая полностью несовмещенных кинематических структур манипулятора ОГ и СТИ рассмотрены конструктивные условия обеспечения согласованного рабочего пространства (рис. 3.). Проведен динамический расчет взаимодействия манипуляторов в случаях активного и пассивного, сбалансированного вариантов исполнения манипулятора оптики.

При решении задачи компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи лазер-роботов для обработки крупногабаритных объектов, в работе приводится обобщенная расчетная схема силовых треугольников с переменными геометрическими параметрами, регулируемыми адаптивными мехатронными устройствами. Анализ динамики возникающих замкнутых контуров, согласно работам Афонина В.Л., Зенкевича С.Л., Ющенко A.C., выполняется путем декомпозиции замкнутой кинематической цепи на две разомкнутые с последующим применением уравнений Лагранжа. Определены уравнения связей обобщенных координат разомкнутой и замкнутой кинематических цепей.

Показано, что требования, предъявляемые к кинематической структуре МО с отражающими зеркалами противоречивы. С одной стороны это обеспечение параметров достижимости и манипулятивности, согласующихся с аналогичными параметрами транспортного манипулятора, с другой стороны - минимальные потери мощности излучения на зеркалах и пространственные отклонения потока лазерного излучения.

Применение структур, построенных исходя из минимизации количества зеркал, нецелесообразно ввиду наличия в них поступательных перемещений, изменяющих длину оптического тракта.

Для исследования кинематических структур СТИ и получения решения обратной задачи в явном виде предложено использование индикаторной (бинарной) матрицы частных передаточных отношений. По виду индикаторной матрицы можно установить, функциями каких обобщенных координат qi будут являться конечные соотношения. Сравнительный ана-

>

Мз)

(щ

Рис. 3. Параметры степеней подвижности манипулятора ОГ и СТИ для обеспечения согласованного рабочего пространства

лиз индикаторных матриц позволяет судить о преимуществах и недостатках предлагаемых кинематических структур манипулятора оптики.

Рассмотрено влияние линейных и угловых перемещений зеркал системы транспортировки излучения на положение и ориентацию отраженного потока лазерного излучения. Дефекты передачи потока лазерного излучения предложено компенсировать двумя способами. Первый заключается в построении кинематической структуры с использованием только вращательных движений. Известные углы поворота плоских зеркал в шарнирах степеней подвижности позволяют провести предварительную юстировку зеркал для обеспечения требуемой точности передачи потока лазерного излучения.

Второй способ заключается в использовании системы автоматической юстировки зеркал в процессе выполнения движения СТИ. В работе рассмотрены существующие методы визуализации и юстировки лазерного излучения.

Для построения систем управления и регулирования, также для синтеза взаимосвязанных систем приводов, были составлены кинематическая и динамическая модели системы транспортировки излучения и манипулятора оптической головки. Рассмотрены кинематическая модель трехстепенного механизма параллельной структуры манипулятора оптической головки, динамическая модель пятизвенного механизма манипулятора оптической головки, динамическая модель антропоморфной кинематической структуры манипулятора оптической головки.

Приведенные в работе уравнения, в отличие от известных для аналогичных кинематических структур, учитывают усиление перекрестного динамического взаимовлияния степеней подвижности вследствие значительного увеличесния масс звеньев. Результаты моделирования совместного и раздельного движения транспортного и технологического манипуляторов, выполненного в программной среде МаЙаЬ, подтвердили значительное усиление перекрестного динамического взаимовлияния степеней подвижности, вызванного значительным увеличением масс звеньев при установке в щарнирах отражающих зеркал с приводами юстировки и системой охлаждения.

При рассмотрении системы исполнительных электроприводов (ЭП) манипуляционной системы технологического лазер-робота (рис. 4.) установлено, что при доминировании контурного управления целесообразно использовать алгоритмы и структуры ЭП с регулируемой податливостью, демпфированием и импедансом на основе анализа состояния процесса резания и контакта измерительного щупа при решении задач идентификации, управления и программирования.

Рис. 4. Структура системы исполнительных электроприводов лазер-робота

Предложенные структуры приводов исполнительного устройства, компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи с различными видами позиционно-силового управления рассмотрены в работах М. Вукобратовича, В.Л. Афонина, И.Н. Егорова, Ю.В. Илюхина А.А. Коб-зева, Ф.М. Кулакова, Ю.В. Подураева и других авторов.

В третьей главе рассмотрено структурно-алгоритмическое построение системы управления манипуляционной системой лазер-робота.

Предложен обобщенный алгоритм разрывного управления манипуляционной системой лазер-робота и РТК лазерной обработки, представляющий собой комбинацию геометрических, кинематических и динамических алгоритмов. Переключение алгоритмов осуществляется на основе анализа локационной и тактильно-силовой информации с датчиков оптической головки.

Автоматическую коррекцию программного движения оптической головки для поддержании требуемого зазора до обрабатываемой поверхно-^ сти при положительном и отрицательном градиенте изменения поверхно-

сти и разрыве непрерывности предложено осуществлять на основе тактильно-силовой информации.

Для решения задачи поддержания контакта измерительного щупа с поверхностью обработки рассматривалось несколько видов линейного и нелинейного управления. Линейное управление движением оптической головки с постоянной силой прижатия измерительного щупа Рр может быть реализовано в виде u=-gl(F-Fp)-g2xy (/> > 0,я, >0,£2 >0).

Программное значение F силы прижатия отслеживается с ошибкой

. „ Ер +с№ + ¿1X2) с с

Лг = —-- ^ , где с - градиент изменения поверхности обработ-

ки.

При нарушении неравенства с/^,Рр >с(с12 + с1^2) поддержание контакта с поверхностью обработки невозможно.

В экспериментальных исследованиях линейный и релейный законы управления обеспечивали поддержание силы прижатия щупа датчика при изменении наклона поверхности со скоростью до 3 мм/с.

Введение в закон управления оценки скорости изменения угла накло-

I

на поверхности обработки V в виде V = _[[/</> - Г(т)}3т позволяет в от-

0

сутствие контакта щупа датчика оптической головки с поверхностью вычислить установившуюся скорость движения ОГ как линейно возрастающую функцию времени, а при наличии контакта с поверхностью в установившемся режиме перемещать ОГ с той же скоростью с, и установить силу прижатия щупа силомоментного датчика оптической головки к поверхности равной программной (статическая ошибка отсутствует).

Для автоматической коррекции скорости движения ОГ в функции текущих параметров зазора и ориентации ОГ относительно поверхности обработки и недетерминированных технологических параметров объекта обработки предложено использование в качестве основного геометрического параметра при расчете плотности потока тепловой энергии площади пятна

лазерного излучения

Поскольку луч направлен под углом к обрабатываемой поверхности, то форма светового пятна будет представлять сложную геометрическую

фигуру (на плоскости - эллипс) определяемую выражением вида:

&

ы|2/ - 4> V ^сов-1 дм [ж}2]

Значение контурной скорости движения оптической головки предложено определять исходя из условия оптимизации производительности процесса лазерной резки. Для этого была построена нелинейная математическая модель процесса лазерной резки, отражающая зависимость оптимальной скорости реза обрабатываемого материала в функции толщины металла, угла рассогласования оси ОГ от ортогональности, мощности лазерного излучения (рис. 6.).

Рис. 6. Структура математической модели лазерной резки

Полученные в результате моделирования данные коррелируются с результатами экспериментальных исследований с точностью до 90 %.

Для использования модели лазерной резки в процессе управления движением манипулятора ОГ было разработано программное обеспечение, реализующее измерение параметров и вычисление скорости движения в масштабе реального времени. Программа реализует статический и динамический режимы работы.

Предложен ряд алгоритмов управления при обработке объектов с недетерминированными геометрическими параметрами, позволяющих контролировать положение и ориентацию ОГ относительно обрабатываемой поверхностью, факт прорезания и определять приоритетное направление движения и коррекцию программной траектории в случае обнаружения препятствий.

Обобщенная структура системы дистанционно-автоматического управления лазер-роботом с автоматической коррекцией зазора и отклоне-

ния от ортогональности между соплом ОГ и изменяющейся поверхности обработки, скорости движения ОГ в функции текущих параметров зазора и ориентации ОГ и недетерминированных технологических параметров объекта обработки представлена на рис. 7.

Огертср {

-Ф*

Лазерный излучатель

=ZJ—

мс

Электроприводы макипуляционной системы

технологического лазер-робота f

Ямс v4M<

но ожческнй юиесс

ни

Анализатор

Рис. 7. Обобщенная структура дистанционно-автоматического управления лазер-роботом

Четвертая глава посвящен проведению полунатурных экспериментов на макете лазер-робота, сравнению полученных в ходе экспериментов результатов с теоретическими.

В состав экспериментального комплекса был включен универсальный электромеханический промышленный робот РМ-01, многопроцессорная управляющая система, интерфейс связи и ПЭВМ типа «Pentium 4» с программным обеспечением, реализующим моделирование процесса лазерной резки и определение факта прорезания. Для решения задач идентификации использован щуп с системой силомоментного очувствления, представляющей собой аппаратно-программный комплекс, построенный на основе тензометрических элементов, модуля аналогово-цифрового преобразования и драйвера на языке программирования высокого уровня ARPS. Устройство связи с объектом реализовано на интерфейсной плате сбора данных L -154 фирмы L-card (Россия). Применяемое программное обеспечение разработано в среде интегрированной разработки приложений для Windows 9Х/МЕ/2000/ХР - DELPHI 7.0. Оно разбито на два предметно-ориентированных модуля: модуль имитации технологического процесса лазерной резки, управления манипуляционной системой робота и сбора информации от датчиков обратных связей и модуль обработки и анализа собранной информации. Модули связаны между собой через общий формат файла данных, имеющего оригинальную структуру. Программное

1

!

обеспечение позволяет осуществлять коррекцию траектории движения в функции двумерной ориентации ОГ и процесса лазерной резки.

Для исследования структур ЭП лазер-робота использовался имитационный комплекс на основе микропроцессорного электропривода, аналогового вычислительного модуля АВК-6, системы силомоменгного очувствления и управляющей ПЭВМ.

Экспериментальные исследования разработанных структур, алгоритмов управления и коррекции доказали их работоспособность. Во время испытаний определялись повторяемость, точность позиционирования и амплитуда колебаний в режиме движения от точки к точке, точность небольших перемещений, колебания руки промышленного робота при движении по прямой.

В ходе исследования проводились опоеделение фактической скорости ОГ при движении по окружностям с разными радиусами, фактической средней скорости как функции значений программной скорости, при движении по прямой линии от точки к точке, точности позиционирования как функции от угла поворота и величины отклонения как функции скорости и массы оптической головки или изделия для разных направлений.

Заключение

Исследования, выполненные в настоящей работе, позволили получить следующие результаты:

1. Показано, что лучшие показатели по скорости обработки и площади рабочей зоны РТК лазерной резки объемных изделий сложной геометрии достигаются при использовании лазер-робота и манипулятора перемещения объекта.

2. Анализ основных закономерностей лазерной резки металлов показал, что доминирующими координатами фазового пространства состояния взаимодействия лазерной головки и обрабатываемой поверхности при лазерной резке являются параметры лазерного излучения, траекторные параметры перемещения пятна сфокусированного лазерного излучения по обрабатываемой поверхности и параметры ориентации оси излучения относительно обрабатываемой поверхности.

3. Разработана обобщенная структура манипуляционной системы лазер-робота, представленная в виде совокупности манипулятора оптической головки, системы транспортировки излучения в виде манипулятора оптики и информационно-измерительной системы.

4. Предложено и показано, что применение системы силомоментного очувствления в лазер-роботе позволяет получить простую и эффективную систему программно-аппаратных средств при решении задач компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи, формирования управляющих и корректирующих сигналов при подготовке и обработке поверхности.

5. Рассмотрены вопросы применения регулируемых силовых треугольников с переменными геометрическими параметрами для компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи манипулятора оптической головки, влияния параметров движения технологического манипулятора на величину упругих деформаций звеньев транспортного манипулятора.

6. Сложность взаимовлияния управляемых геометрических и технологических параметров взаимосвязного управления функциональным движением двухманипуляционного технологического робота при лазерной резке требует построения его управления в виде координатно-параметрического управления движением оптической головки и технологическими параметрами.

7. Предложена обобщенная структура полуавтоматического дистанционного управления манипуляционной системой лазер-робота, позволяющая выполнять операцию разделительной резки крупногабаритных недетерминированных объектов в условиях отсутствия визуального наблюдения взаимной ориентации и расстояния между оптической головкой и объектом обработки.

Основные положения диссертации опубликованы в работах

]. Умнов В.П., Ифанов A.B. Некоторые вопросы управления системой транспортировки излучения лазер-робога. // Ресурсосберегающие технологии: Сб. трудов II Междунар. науч.-техн. конф. - Владимир, 1998 г. -С. 85-86.

2. Ифанов A.B. Аналитическое и структурное представление процесса лазерной резки. // Актуальные проблемы машиностроения: Матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Владимир, 2001 г. - С. 229 - 231.

3. Егоров И.Н., Немонтов В.А., Умнов В.П. Ифанов A.B. Робототехни-ческая система для инспекционных и ремонтно-восстановительных работ в экстремальных условиях. // Современная образовательная среда: Матер. Все-росс. науч.-техн. конф. - Москва, 2002 г. - С. 174 -175

4. Егоров И.Н., Умнов В.П., Ифанов A.B. Структура, взаимосвязи и управление движением многофункциональных технологических лазер-роботов. // Экстремальная робототехника: Сб. трудов XII-й Междунар. науч.-техн. конф. - СПб, 2002 г. - С. 181 - 188

5. Ифанов A.B., Егоров Д.И., Малый П.С. Управление робототехниче-скими системами при действии внешних связей. // XII Туполевские чтения: Междунар. молодежная науч. конф.: материалы конференции. Том II. Казань, 2004 г. - С. 114-115.

6. Ифанов A.B., Егоров Д.И., Малый П.С. Повышение качества систем управления манипуляторов двустороннего действия // XII Туполевские чтения: Междунар. молодежная науч. конф.: материалы конференции. Том II. Казань, 2004 г. - С. 115-116.

7. Ифанов A.B. Управление функциональным движением манипуляци-онных роботов при выполнении операций лазерной обработки // Мехатроника, Автоматизация, Управление: Сб. трудов I Всеросс. науч.-техн. конф. - Москва, 2004 г.-С. 254-255

8. Егоров И.Н., Ифанов A.B., Мурашко H.A. Координатно-пара-метрическое управление движением оптической головки на основе силомо-ментной информации. // Перспективы развития лазерных технологий в промышленности: Матер. Всеросс. науч.-техн. конф. - Москва, 2005 г. - С. 99 -100.

9. Ковалев Г.В., Ифанов A.B., Малый ПС. Некоторые вопросы применения дистанционного управления манипулятором лазер-робота. // Перспективы развития лазерных технологий в промышленности: Матер. Всеросс. науч.-техн. конф. - Москва, 2005 г. - С. 111 - 112.

10. Егоров И.Н., Ифанов A.B., Колосов М.И., Мурашко H.A. Регулирование расхода вспомогательного газа при лазерной резке, // Перспективы развития лазерных технологий в промышленности: Матер. Всеросс. науч.-техн. конф. - Москва, 2005 г. - С. 50 - 51.

Личный вклад соискателя

[1], [3], [4] - структуры манипуляционных систем; [2], [5], [7], [10] -алгоритмы и структуры систем взаимосвязного управления функциональным движением, математические модели; [6], [8], [9] - теоретические и экспериментальные исследования алгоритмов и структур систем управления.

ЛР №020275. Подписано в печать 23.11.05. Формат 60x84/16. Бумага для множ. техники. Гарнитура Тайме. Печать на ризографе. Усл. яеч. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,98. Тираж 100 экз. Заказ

Издательство Владимирского государственного университета 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

»24604

РНБ Русский фонд

2006-4 25700

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

А ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ.

1.1. Структура роботизированных технологических комплексов лазерной обработки.

1.2. Основы физических процессов газолазерной резки металлов.

1.3. Общие вопросы управления технологических комплексов лазерной резки.

Выводы.

2. СТРУКТУРЫ МАНИПУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛАЗЕР-РОБОТОВ.

2.1. Принципы построения манипуляционных систем лазер-роботов.

2.2. Структура системы транспортировки излучения.

2.3. Упругие деформации и рабочее пространство ф манипуляционной системы лазер-робота.

2.4. Математические модели манипуляционной системы лазер-робота.

2.5. Система приводов манипуляционной системы лазер-робота.

Выводы.

3. СТРУКТУРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЛАЗЕР-РОБОТА.

3.1. Кинематическое и динамическое управление движением оптической головки при обработке объектов с недетерминироваными геометрическими параметрами.

3.2. Алгоритмы управления при обработке объектов с недетерминироваными геометрическими параметрами.

3.3. Координатно-параметрическое управление с учетом неопределенности технологических параметров процесса обработки.

3.3. Управление приводами технологических роботов при выполнении операции подготовки поверхности.

3.5. Дистанционно-автоматическое управление и обучение лазер-робота.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Описание лабораторной установки.

4.2. Экспериментальное исследование возможности применения серийного промышленного робота в качестве манипулятора оптической головки.

Выводы.

Современная экономическая ситуация требует правильного выбора приоритетов развития отечественной науки и техники. Одним из таких приоритетных научно-технических направлений является гибкая автоматизация, включая роботизацию производственных процессов. Гибкость производства основана на применении новых высокоэффективных технологий, автоматизированного, с элементами искусственного интеллекта, технологического оборудования, в т.ч. технологических роботов, и открытой архитектуры компьютерных систем проектирования, управления и контроля. Это одна из главных особенностей технического и технологического перевооружения существующих производств, создания новых производств, приспособленных к функционированию в условиях рыночной экономики. Уровень роботизации является одним из показателей научно-технического, промышленного и военно-стратегического потенциала каждой страны.

Развитие робототехнических систем, как средств гибких автоматизированных производств, определяет второй этап развития робототехники, связанный с созданием технологических (производственных) роботов, непосредственно выполняющих операции контактной механобработки, характеризующихся сложной пространственной обрабатываемой поверхностью при невысоких требованиях к размерной точности, бесконтактной (лазерной, гидроабразивной) обработки режущим инструментом; обработки поверхностей путем их окраски или напыления антикоррозионных жидкостей; испытания, контроля; монтажно-сборочных и сварочных операций. Одной из главных особенностей развития робототехники является тенденция создания унифицированных комплектующих узлов, устройств и универсальных технологических роботов с расширенными функциональными возможностями и технологической гибкостью.

Современное развитие производства связано с внедрением новых технологий, применением нетрадиционных материалов и способов обработки. Одно из наиболее перспективных направлений развития и внедрения высокотехнологических способов обработки на сегодня связано с применением лазера [12].

Основными особенностями лазерной обработки, обеспечивающими эффективность применения по сравнению с традиционными технологиями, являются значительное повышение точности и качества, локальность воздействия, определяющая отсутствие деформации изделия, гибкость, возможность практически полной автоматизации и быстрой перестройки процесса. Немаловажную роль играет экологическая чистота лазерных технологий.

Лазерные технологии дают возможность не только увеличить скорость обработки, но и получить принципиально новые результаты во всех областях применения.

Современная ситуация в индустриальной лазерной технике характе-»ризуется постоянными новыми разработками и усовершенствованиями в области повышения качества лазерного излучения, увеличения мощности лазерных установок, снижения стоимости лазерного оборудования. Однако широкое внедрение лазерных технологий в промышленную практику сдерживается значительными капитальными и эксплуатационными затратами.

Сравнительный стоимостной анализ удельных (на единицу длины обработки) затрат на резку для различных методов (лазерной резки, газовой резки, резки плазмой, и водяной струей) и материалов без учета технологических аспектов показывает достаточно высокий уровень этих затрат. ^ [14]. Однако решающими для промышленного применения являются не только экономические причины, но и технологические преимущества лазерных технологий перед аналогами.

Особенно эффективно применение лазерных технологий в тех случаях, когда невозможно использовать другие технологии (например, при обработке хрупких и очень твердых материалов) или когда лазерная обработка позволяет получить уникальные результаты, не достижимые для других видов обработки (например, при нанесении синтетического алмазного покрытия на поверхность деталей без использования вакуумного оборудования). Наиболее рационально использовать лазерное оборудование в мелкосерийном производстве, когда более дорогое и производительное оборудование не окупается, а также при обработке особо сложных деталей, когда лазерная обработка не оказывает существенного влияния на оконча-^ тельную стоимость детали.

Анализ состояния мирового рынка лазерной промышленности, комплексов и установок лазерной обработки, показывает значительный рост объемов приобретения лазерных технологических установок [13, 93, 142]. Объем рынка удваивается каждые три - четыре года. По виду применения более половины мирового рынка занимают лазерные установки и комплексы, предназначенные для обработки материалов.

В настоящее время созданы, серийно выпускаются и широко применяются для разных назначений: газовые лазеры, включая Не-Ые-лазеры, Не-Сс1-лазеры, ионные лазеры, лазеры на парах металлов, непрерывные С02-лазеры, импульсивно-периодические СОг-лазеры, СО-лазеры, экси-^ мерные лазеры; твердотельные лазеры, включая Ыс1-УАО-непрерывные и импульсно-периодические лазеры, лазеры на других кристаллах; лазеры на красителях (растворах); полупроводниковые лазеры (непрерывные инжекционные лазеры и решетки лазеров, импульсно-периодические инжекци-онные лазеры, лазеры с диодной накачкой) и другие лазеры различной мощности излучения (от ваттов до десятков киловатт).

Промышленное применение лазеров связано сегодня с такими технологическими операциями как резка, сварка, гравировка, термическая обработка поверхности.

Лазерная резка, основанная на процессах нагрева, плавления, испарения, химических реакциях горения и удаления расплава из зоны реза, позволяет разделять практически любые металлы и сплавы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получать узкие резы с минимальной зоной термического влияния. При лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал, и возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствие этого лазерную резку можно осуществлять с высокой степенью точности, в том числе легкодеформируемых и нежестких заготовок или деталей. Благодаря большой плотности мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза.

С помощью имеющихся на рынке С02-лазеров можно резать обычную сталь толщиной до 20 мм, высокопрочную сталь до 10 мм, листы алюминия до 6 мм и пластмассы (ограничением является образование при резке токсичных газов). При определенных условиях можно резать листовые слоистые композиционные материалы, кварцевое и обычное стекло (включая скрайбирование и разделение листа методом управляемого термораскалывания). Ширина реза металлов обычно не превышает 0,2-0,3 мм при хорошем качестве поверхности реза (кромки). Например, глубина волнообразных неровностей поверхности меньше 100 мкм, а неперпендикулярность реза меньше 0,1 мм для материала толщиной 10 мм, т.е. рез получается практически вертикальным, при этом обычно нет сколов и часто не требуется повторной обработки. При резке термоупрочняемых металлических материалов поверхность реза закаляется (обычно на глубину 0,1-0,2 мм), а при резке с использованием 02 появляется незначительный оксидный слой.

Преимущества лазерной сварки широко известны: высокая скорость, достигающая 5 м/мин; незначительный нагрев, вызывающий заметно меньшие деформации и остаточные напряжения по сравнению с традиционной дуговой сваркой; меньшее потребление присадок благодаря малой ширине лазерного шва; возможность так называемого кинжального про-плавления, что в сочетании с применением автоматических систем постоянного контроля за ходом процесса дает высокое качество сварного шва. Такая технология снижает трудоемкость, повышает прочность конструкции и снижает ее вес. В промышленности западных стран лазерная сварка применяется в автомобильной, судостроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Лазерные методы модификации поверхности металлов с целью повышения твердости, износостойкости коррозионной стойкости и других параметров вызывают интерес из-за их специфических возможностей: дистанционная доставки энергии в зону обработки, возможность работы в атмосферной среде, регулировка размеров зоны обработки. Кроме того, эта технология обеспечивает существенно лучшие результаты по сравнению с другими способами обработки. Например, прочность сцепления порошковых покрытий, нанесенных с помощью лазера, в три — пять раз превышает прочность сцепления покрытий, полученных другими методами [93].

Таким образом, лазерные технологии наиболее быстро и успешно внедряются в практику в тех случаях, когда по ряду причин им нет конкуренции, т.е. другие технологии не обеспечивают решение конкретной технологической задачи.

Практическая реализация всех потенциальных возможностей лазерных технологий в промышленности с максимальным эффектом возможна при соединении передовых достижений в области источников лазерного излучения, способов его транспортировки, CAD/CAM систем проектирования изделия и интеллектуальных систем управления. Ускорение разработки и применения лазерных систем в промышленности требует выполнения очень сложной оптимизации параметров процесса, подбор источника лазерного излучения, способа его доставки к месту обработки и перемещения по траектории, обеспечение безопасности системы и др.

Спектр проблем, связанных разработкой и применением лазерных технологий весьма широк и включает в себя задачи из многих областей и направлений научных исследований, включая проблему обеспечения безопасности при эксплуатации лазерных систем.

Большие возможности по способу доставки лазерного излучения к месту обработки, перемещения объекта обработки под лучом лазера, автоматизации управления процессом, созданию гибких производственных комплексов представляет робототехника.

Среди отечественных научных и производственных организаций различными аспектами создания и применения лазерных технологий занимаются Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ), Институт проблем механики РАН (ИПМ РАН), НТЦ «Лазерная техника и технология» НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, ГНЦ «ТРИНИТИ», ЗАО «Технолазер» и ООО «Лазерные комплексы» (г. Шатура), ЦНИИ РТК, Hl 111 «Лазерные технологии» (Санкт-Петербург) и др. Постоянно обновляемая информационно-справочная информация об организациях, работающих в области лазерных технологий, представлена в [153]. Из более чем трехсот зарубежных предприятий, работающих в области лазерных технологий - Mitsubishi Electric, Kawasaki Steel Corp. (Япония), Rofin-Sinar Laser, Trumpf (Германия), Spectra Phisics, General Electric (США) [157].

В работах Абильсиитова Г.А., Белянина П.Н., Григорьянца А.Г., Козлова Г.И., Ковша И.Б., Сафонова А.Н., Соколова A.A., Макарова В.И., Шторм В.В. и других ученых отражены результаты научных исследований в области создания, исследования и эксплуатации лазерных технологических установок и комплексов.

Вопросы применения мехатронных и робототехнических систем в качестве основного технологического оборудования при лазерной обработке рассмотрены в работах Абильсиитова Г.А., Генералова Н.А, Голубева B.C., Забелина A.M., Сафонова А.Н., Югова В.И. и других ученых.

Методологическую и теоретическую основу исследований, представленных в данной работе, составили труды Вукобратовича М., Афонина B.JL, Егорова И.Н., Зенкевича С.Л., Корендясева А.И., Кулакова Ф.М., Кулешова B.C., Макарова В.И., Подураева Ю.В., Попова Е.П., Черноусько Ф.Л., Юревича Е.И., Ющенко A.C. и других ученых.

Вместе с тем, несмотря на значительные успехи в развитии теории и практики построения роботов и мехатронных устройств, некоторые задачи, важные для создания технологических роботов, выполняющих лазерную обработку, решены не в полной мере. Анализ показывает, что актуальной в робототехнике и мехатронике является проблема построения структуры манипуляционной системы и алгоритмов управления технологическим роботом для лазерной резки недетерминированных объемных объектов.

Использование лазерного излучения в качестве обрабатывающего инструмента и специфика обрабатываемого объекта вносит принципиальные отличия в структуру манипуляционной системы и управление технологическим роботом для лазерной резки.

В данной работе рассматривается проблема построения и управления манипуляционной системой для выполнения технологической операции лазерной резки объектов с пространственной геометрией обрабатываемой поверхности.

Это могут быть корпусные детали квадратного и круглого сечения, детали типа профиля сечения сложной формы. Пространственные размеры могут быть как соизмеримы с размерами рабочей зоны обрабатывающего робота, так и намного превосходить их (крупногабаритные объекты). Геометрические характеристики поверхности объекта могут быть искажены по сравнению с паспортными данными в результате неточности изготовления, воздействия неблагоприятных условий при транспортировке и эксплуатации, проведения ремонтных работ. Качество поверхности также может не соответствовать требуемому, то есть возникает необходимость предварительной подготовки, например очистки от посторонних наслоений при наличии загрязнений, либо нанесении специальных покрытий в случае малой поглощательной способности в диапазоне длин волн лазерного излучения. По своему расположению объект может находится как в заводских (цеховых) условиях, так и в полевых, экстремальных условиях.

Таким образом, манипуляционная система должна обеспечивать движение оптической головки по сложной пространственной траектории с поддержанием зазора и ортогональной ориентации к обрабатываемой поверхности.

В задачи информационной системы входит измерение текущего состояния манипуляционной системы (определение координат, скоростей, и др.), параметров генерации и передачи лазерного излучения, хода технологического взаимодействия, идентификация ряда параметров в случае недетерминированности объекта обработки и передача полученной информации в систему управления для формирования и коррекции управляющих воздействий.

Система управления решает задачи координатно-параметрического управления перемещением, стабилизацией зазора и ориентацией оптической головки и параметрами лазерного технологического оборудования.

Целью работы является решение научно-технической задачи разработки структуры манипуляционной системы и алгоритмов управления функциональным движением технологического робота для лазерной разделительной резки изделий пространственной конфигурации при недетерминированности геометрических и технологических параметров процесса.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ и систематизация технологических комплексов лазерной обработки, учитывающую форму обрабатываемых изделий, выполняемые операции лазерной обработки, вид перемещения и применяемое оборудование.

2. Анализ основных закономерностей лазерной резки металлов с целью разработки математической модели и определения доминирующих факторов технологического процесса как объекта управления.

3. Разработка методики синтеза кинематических структур и структур манипуляционных систем технологических лазер-роботов.

4. Разработка алгоритмов управления и структур мехатронных устройств компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи лазер-роботов при обработке крупногабаритных объектов.

5. Разработка алгоритмов взаимосвязного управления траекторным движением, ориентацией оптической головки и технологическим процессом лазерной резки объекта с недетерминированными геометрическими и технологическими параметрами.

Выводы

1. Проведённые экспериментальные исследования подтверждают адекватность использованного математического аппарата, и возможность использования разработанных математических моделей в масштабе реального времени.

2. Предложенные алгоритмы управления работоспособны и обеспечивают необходимое качество при использовании трех основных типов оптических головок, оснащенных датчиками зазора, нормали, защиты от столкновений и контроля прорезания.

3. Разработанный программно-аппаратный комплекс позволил провести экспериментальные исследования предложенных решений и может быть использован для дальнейшего проведения исследований в области робототехнических и мехатронных систем.

4. Исследования возможности функционирования в составе лазер-робота серийного технологического робота в качестве технологического манипулятора показали необходимость модернизации системы управления и использования предложенных в работе алгоритмов управления структур манипуляционных систем.

Заключение

В диссертации проведены теоретические и экспериментальные исследования структур манипуляционной системы и управления технологическим роботом при выполнении операции лазерной резки и получены следующие основные научные результаты.

1. Основная тенденция развития применения лазерных технологий -создание универсальных технологических комплексов многофункционального назначения - лазерных обрабатывающих центров - на основе технологических роботов и РТК.

2. Показано, лучшие показатели по скорости обработки и площади рабочей зоны РТК лазерной обработки объемных изделий сложной геометрии достигаются при использовании лазер-робота и/или манипулятора изделия.

3. Анализ основных закономерностей лазерной резки металлов показал, что управляемыми координатами фазового пространства состояния взаимодействия лазерной головки и обрабатываемой поверхности при лазерной резке являются параметры лазерного излучения, траекторные параметры перемещения пятна сфокусированного лазерного излучения по обрабатываемой поверхности и параметры ориентации оси излучения относительно обрабатываемой поверхности.

4. Разработана обобщенная структура манипуляционной системы лазер-робота, представленная в виде совокупности манипулятора оптической головки, системы транспортировки излучения в виде манипулятора оптики и информационно-измерительной системы.

5. Рассмотрены вопросы применения регулируемых силовых треугольников с переменными геометрическими параметрами для компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи манипулятора оптической головки, влияния параметров движения технологического манипулятора на величину упругих деформаций звеньев транспортного манипулятора, выбора конструктивных решений для кинематических структур манипулятора оптической головки и системы транспортировки излучения.

6. На основе анализа информационно-измерительных систем при решении задач идентификации недетерминированных геометрических параметров объекта обработки показана целесообразность применения силомоментного очувствления для лазер-робота. Показано, что применение системы силомоментного очувствления позволяет решить задачу компенсации упругих деформаций звеньев кинематической цепи, формирования управляющих и корректирующих сигналов при подготовке и обработке поверхности с требуемой точностью измерения недетерминированных параметров при простоте программной и аппаратной реализации алгоритмов управления и коррекции.

7. Показано, что сложность взаимовлияния управляемых параметров при выполнении технологическим роботом процесса лазерной резки требует построения его управления в виде координатно-параметрического управления движением манипуляционной системы и технологическими параметрами процесса обработки.

8. Предложена обобщенная структура полуавтоматического дистанционного управления манипуляционной системой лазер-робота, позволяющая выполнять операцию разделительной резки крупногабаритных недетерминированных объектов в условиях отсутствия визуального наблюдения взаимной ориентации и расстояния между оптической головкой и объектом обработки.

1. Аверин А.П., Басов Н.Г., Глотов Е.П., Данилычев В.А. и др. Энергетические и спектральные характеристики непрерывного электроионизационного СОг-лазера с криогенным охлаждением рабочей смеси. Квантовая электроника, № 1, 1985, с. 140 - 143.

2. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления / Я.Я. Алексанкин, А.Э. Бржовский, В.А. Жданов и др.; Под ред. В.В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1990. - 332 С.

3. Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 544 С.

4. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем / Под ред. П.Д. Крутько. М.: Радио и связь, 1988. - 306 С.

5. Алиев P.A., Церковный А.Э., Мамедова Г.А. Управление производством при нечеткой исходной информации. — М.: Энергоатомиздат, 1991.-240 С.

6. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и лазерные пучки. М.: Наука, 1990.

7. Андерсон С. Обзор и прогноз лазерных рынков // Лазер ин-форм, № 186- 187, 2000.

8. Андрианов Ю.Д., Бобриков Э.Н., Гончаренко В.Н. и др. Робототехника / Автоматические манипуляторы и роботехнические системы / Под ред. Е.П. Попова, Е.И. Юревича М.: Машиностроение, 1984. 288 С.

9. Афанасьев В.Н., Букреев В.Г., Зайцев А.П., Степанов В.П., Титов B.C. Электроприводы промышленных роботов с адаптивным управлением. Томск.: ТГУ, 1987. - 165 С.

10. Афонин В.Л., Джанаян P.P., Морозов A.B. Применение промышленных роботов в качестве технологического оборудования на отде-лочно-зачистных операциях. М.: ВНИИТЕМР. № 1, 1990 г. - 52 С.

11. Афонин В.Л., Смоленцев А. Н. Технологические машины на основе механизмов относительного манипулирования // Проблемы машиностроения и надежности машин, № 7. 1999, с. 106 111.

12. Баранов Г.Н. Наука и высокие технологии // Индустрия, №2, 2002, с. 42-43,

13. Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982. — 392 С.

14. Белянин П.Н. Лазерные технологии в машиностроении: развитие, тенденции, перспектива // Проблемы машиностроения и надежности машин, № 1, 2001, с. 3 16.

15. Бойчук Л.М. Гомеостатический эффект в координирующих системах управления // Изв.АН СССР. Техническая кибернетика. № 5, 1992, с. 154- 162.

16. Бойчук Л.М. Синтез координирующих систем автоматического управления. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 160 С.

17. Борцов Ю.А. Адаптивные электроприводы и следящие системы // Электротехника, № 7, 1993, с. 4 11.

18. Борцов Ю.А., Поляков Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модульным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1984.-216 С.

19. Борцов Ю.А., Прокопенко A.A. Анализ алгоритмов управления манипулятором с электромеханическими приводами // Электротехника, №3, 1990, с. 50-55.

20. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. - 288 с.

21. Борцов Ю.А., Юнгер И.Б. Автоматические системы с разрывным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 С.

22. Брагин В.Б., Войлов Ю.Д., Жаботинский Ю.Д. и др. Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы. / Под ред. Е.П. Попова, В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1985. - 256 С.

23. Бродягин В.Н., Данилов A.A., Ластовиря В.H Управление в лазерных технологических системах. / Под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1989. - 36 С.

24. Бурдаков С.Ф., Парамонов Л.В. Координатно-силовое управление роботом в условиях неопределенности // Экстремальная робототехника. СПб.: СПбГТУ, 1996, с. 177 - 185.

25. Бурносова И.Ю., Кузнецов Н.К., Новожилов М.А., Петровский А.Ф. Двурукий робототехнический комплекс // Автоматизация и современные технологии, № 12, 1995, с. 2 - 5.

26. Веденов A.A., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 207 с.

27. Вентильные электрические машины робототехнических систем / Аннотированный указатель изобретений (1985 1993 г.г.) // Под. ред.

28. Г.А. Шаншурова, О.И. Новокрещёнова. Новосибирск.: ГПНТБ СО РАН, 1995.-230 С.

29. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В.Д. Косулин, Г.Б. Михайлов, В.В. Омельченко, В.В. Путников. — Л.: Энергоатомиздат, 1988. 184 С.

30. Винокуров В.А, Григорьянц А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1984. 279 с.

31. Ворн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука 1983. 719 с.

32. Воробьев Б.И., Диментберг Ф.М. Пространственные шарнир-щ ные механизмы. М.: Наука, 1991. - 264 С.

33. Воробьёв E.H., Козырев Ю.Г., Царенко В.И. Промышленные роботы агрегатно-модульного типа. — М.: Машиностроение, 1988. — 240 С.

34. Вукобратович М., Каран Б. Алгоритмы управления движением робота в свободном пространстве // Изв. РАН. Теория и системы управления, № 7, 1995, с. 205 - 219.

35. Вукобратович М., Стокич Д. Обзор методов управления мани-пуляционными роботами с силовой обратной связью в степенях подвижности // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, №6, 1992, с. 175 - 190.

36. Вукобратович М., Стокич Д. Управление манипуляционными роботами: Теория и приложения. — М.: Наука, 1985. — С. 384.

37. Ш 36. Вукобратович С., Стокич Д. Кирчански Н. Неадаптивное иадаптивное управление манипуляционными роботами: М.: Мир, 1989. -376 С.

38. Герасимов В.Г. .Клюев В.В., Шатериков В.Е. Методы и приборы вихретокового контроля промышленных изделий. М.: Энергоатомиздат, 1983.-242 С.

39. Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственные механизмы параллельной структуры. — М.: Наука, 1991. 96 С.

40. Голубев B.C., Лебедев Ф.В. Физические основы технологи-ф ческих лазеров. Под. ред. А. Г. Григорьянца, — М.: Высшая школа, 1987.

41. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. -М.: Машиностроение, 1989. 311 С.

42. Григорьянц А.Г., Соколов A.A. Лазерная резка металлов. М.: Высшая школа, 1988. 127 с.

43. Гусев C.B., Якубович В.А. Алгоритмы адаптивного управления роботом-манипулятором // Автоматика и телемеханика. № 9, 1970, -с. 101-111.

44. Гусев C.B. Адаптивное управление объектами, параметры которых изменяются по неизвестным законам / Синтез регуляторов в некоторых задачах адаптивного управления. Деп. ВИНИТИ № 1441-77, 1977. — с. 10-17.

45. Дикманн К., Совада Й. Стоимостной анализ внедрения лазерной технологии на примере лазерной резки. // Лазер-Информ, № 15, 1998, -с. 2-7.

46. Динамика управления роботами / Под ред. Е.И. Юревича. М.: Наука, 1984.-216 С.

47. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы. / Под ред. B.C. Кулешова, H.A. Лакоты. М.: Машиностроение, 1986. - 328 С.

48. Егоров И.Н. Исполнительные устройства лазер-роботов: структуры и управление. // Мехатроника, автоматизация, управление. № 2, 2000.

49. Егоров И.Н., Умнов В.П. Принципы построения и управления манипуляционных систем лазер-роботов. // Мехатроника, автоматизация, управление. № 11, 2000.

50. Емельянов C.B., Коровин С.К., Уланов Б.В. Управление нестационарными динамическими системами с применением координатно-параметрических обратных связей. // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1983. -№ 4. - С 158- 167.

51. Ермолов И.Л., Лысенко О.Н., Подураев Ю.В. Математическая модель "робот рабочий орган-инструмент - рабочий процесс" в системе автоматизированного программирования технологических роботов. // Мехатроника, № 2, 2002, - с. 26 - 32.

52. Жмылевская М.Л., Гришин Б.В. Мобильные и подвижные роботы, используемые в немашиностроительных отраслях. М.: ВНИИ-ТЭМР, 1991.-280 С.

53. Захарова Н.Ф. Нейросетевой метод решения задачи определения непроходимых областей зоны обзора транспортного робота. // Материалы VIII НТК «Экстремальная робототехника», СПб.: СПбГТУ, 1998, с. 231 -239.

54. Зенкевич C.JL, Заединов Р.В. Нейросетевое управление манипулятором на основе предсказания состояния внешней среды. // Нейрокомпьютеры. № 8-9, 2005. С. 67 76.

55. Зенкевич C.JL, Ющенко A.C. Управление роботами. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 400 с.

56. Илюхин Ю.В. Синергетический (мехатронный) подход к проектированию систем управления технологических роботов. // Мехатрони-ка, автоматизация, управление. № 2, 2000. С. 7 — 12.

57. Илюхин Ю.В. Совершенствование систем управления механо

58. Ф обрабатывающих технологических роботов на основе концепции мехатроники. // Мехатроника, автоматизация, управление. № 2, 2001. С. 7 13.

59. Ипатов О.С. Принципы построения лазерных датчиков рельефа поверхности // Тезисы конф. «Роботы и автоматизированные системы управления технологическими процессами». СПб.: СПбГТУ, 1995, с. 96 -100.

60. Каюков С.В., Яресько С.И, Гусев A.A. Устройство для лазерной многопозиционной обработки. A.C. 1408666. СССР. 1986.

61. Климентович А. В. Метод распознавания бинарных изображений дорожных сцен в системе управления движением автономного транспортного робота // Дис. канд. тех. наук / ГосИФТИ М., 1995, - 152 С.

62. Клюйкова С.В., Кокорин A.B., Наркевич Ю.Л., Сафаревич С.С.

63. Лучепровод для лазер-робота. A.C. 1825473. СССР. 1990.

64. Кобринский А.Е., Кобринский A.A. Манипуляционные системы роботов. М.: Наука. 1985. - 343 С.

65. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1988.-392 С.

66. Коровин Б.Г., Прокофьев Г.И., Рассудов Л.Н. Системы программного управления промышленными установками и робототехниче-скими комплексами. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 С.

67. Крайнев А.Ф., Глазунов ВА. Новые механизмы относительного манипулирования// Проблемы машиностроения надежности машин. №5, 1994,-с. 106-117.

68. Крайнев А.Ф., Ковалев JT.K., Васенецкий В.Г., Глазунов В.А. # Разработка установок для лазерной резки на основе механизмов параллельной структуры // Проблемы машиностроения и надежности машин. № 1, 1994,-с. 84-93.

69. Кузнецов Б.И., Новосёлов Б.В., Богаенко H.H., Рюмшин H.A. Проектирование многоканальных систем оптимального управления. — Киев.: Техника, 1993. 245 С.

70. Лазерные технологии обработки материалов в машиностроении // Сборник рефератов, 2002.

71. Лакиза Ю.В., Малященко A.A., Жданова Л.А. Установка для ф лазерной обработки материалов. A.C. 1029512. СССР. 1990.

72. Лебедевский М.С., Вейц В.Л., Федотов А.И. Научные основы автоматической сборки. Л.: Машиностроение, 1985. - 316 С.

73. Лизунов А.Б. Автоматизация абразивной зачистки с помощью адаптивного робота // Проблемы машиностроения и автоматизации. — Москва-Будапешт. № 10, 1986. С. 76 - 85.

74. Лохин В.М., Романов М.П., Харитонова Е.Б. Способы реализации ассоциативной памяти в системах управления роботов для экстремальных условий. / Материалы VII НТК «Экстремальная робототехника», СПбГТУ, 1996,-с. 104-111.

75. Макаров В.И. и др. Состояние и перспективы развития лазер-Ш ных технологических установок // Электротехническая промышленность.

76. Серия 11. Обзорная информация. М., 1987. - Вып. 1(5). - 44 с.

77. Манипуляционные системы роботов / А.И. Корендясев, Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес и др./ Под общ. ред. А.И. Корендясева. М.: Машиностроение, 1989. -472 С.

78. Ф 75. Маринони Дж., Капелло Дж. Промышленный робот для лазерной резки и сварки. Заявка на патент ФРГ № 3503881. 1990.

79. Марр Д. Зрение: информационный подход к изучению представления и обработки зрительных образов / Пер. с англ.; Под ред. И.Б. Гу-ревича. М.: Радио и связь, 1987. 307 с.

80. Механика промышленных роботов. / Под ред. К.В. Фролова, А Е.И. Воробьёва. Кн. 1. Кинематика и динамика / Е.И. Воробьёв, С.А. Попов,

81. Г.И. Шевелёва. М.: Высшая школа, 1988. - 304 С.

82. Мирошник И.В. Согласованное управление многоканальными системами. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 128 С.

83. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. М.: Машиностроение, 1990. - 304 С.

84. Мохна А.П., Корнеев Е.А. и др. Способ лазерной обработки и устройство для его осуществления. A.C. 1116622. СССР. 1988.

85. Мысливец Н.Л., Сабинин Ю.А. Рациональные структуры ис-ф полнительных устройств промышленных роботов // Электромеханическоеобеспечение автоматических комплексов / Под ред. В.М.Казанского.- Новосибирск: НЭПИ, 1977. с. 24 - 32.

86. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления / Под ред. Ю.И. Топчеева.- М.: Машиностроение, 1971.-466 С.

87. Николаев В. А., Лысов В.Е., Глазков С. Г., Четаев В.Г. Управление движением пуансона электромеханического пресса // Автоматизация и современные технологии. № 11, 1995, с. 12 - 20.

88. Новые методы управления сложными системами. — М.: Наука, 2004.-333 с.

89. Петров А.Б. Манипуляторы. М.: Машиностроение, 1984. — 238 С.

90. Петров Б.А., Епишкин А.Е. Перспективы модернизации копирующего манипулятора МЭМ-10СДГ для работы в экстремальных условиях / Материалы VIII НТК «Экстремальная робототехника», СПбГТУ, 1997, -с. 154-161.

91. Петров Б.Н., Рутковский В.Ю., Земляков С.Д. Адаптивное ко-ординатно-параметрическое управление нестационарными объектами. -М.: Наука, 1980.-224 с.

92. Плюгачев K.B. Расширение технических возможностей мани-пуляционных роботов // Автоматизация и современные технологии. 1996, №2.-С. 11 13.

93. Погарев Г.В., Киселев Н.Г. Оптические котировочные задачи.

94. Ф Справочник. Л.: Машиностроение. 1989. 260 с.

95. Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич С.Л. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы. — М. Наука, 1978.

96. Приборы для неразрушаемого контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986.-352 С.

97. Проектирование систем со сложными кинематическими связями / И.Н. Богаенко, А.Д. Белянский, Б.В. Новосёлов, Б.И. Кузнецов и др. -Киев: Техника, 1996. 232 С.ф 93. Промышленное применение лазеров / Под ред. Г. Кебнера. М.:

98. Машиностроение. 1988. 299 С.

99. Путов В.В., Козлов Ю.К., Казаков В.П., Путов A.B. Адаптивные электромеханические системы наведения и стабилизации специальных объектов и мобильных робототехнических комплексов. // Известия «АиУ».СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». № 1, 2004. - С. 3 - 8.

100. Путов В.В., Козлов Ю.К., Шелудько В.Н. Прямые и непрямые адаптивные системы с сигнальной настройкой, построенные на основе метода мажорирующих функций. // Известия «АиУ». СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». -№1, 2005. С. 2 - 9.

101. Разработка двухманипуляционных адаптивных многофунк

102. Ш циональных лазер-роботов с позиционно-силовым управлением. Отчет о

103. НИР. Тема ГБ-235. Научн. рук. Егоров И.Н., исп. Умнов В.П., Ифанов A.B. и др. Владимир: ВлГУ, 2000. - 154 С.

104. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов. М.: Наука, 1980. -416 с.

105. Реди Дж. Промышленные применения лазеров. М.: Мир, 1981.

106. Сафонов А.Н., Антонов А.Н., Микульшин Г.Ю., Перов А.Б, Перова O.A. Устройство для крепления и смены оптических головок лазерных технологических комплексов. A.C. 1796384. СССР. 1990.

107. Сафонов А.Н., Микулышш Г.Ю. Лазерные технологические комплексы. Аналитический обзор. / Новые материалы и новые технологии. Вып. 44. М.: Всероссийский научн. техн. центр, 1993. - 71 С.

108. Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов.

109. М.: Энергоатомиздат, 1990. 176 С.

110. Сварочные работы / В. Геттерт, Г. Герден, X. Гюттнер и др.; Под ред. Г. Гердена. Пер. с нем. Г.Н. Клебанова, Д.Г. Тесметцкого. М.: Машиностроение, 1988. - 288 С.

111. Сироковский P.M. и др. Фотоэлектрический датчик системы автоматического направления электрода дуговой установки по стыку. / Автоматическая сварка, Киев, 1969, с. 53 56.

112. Системы автоматического управления объектами с переменными параметрами / Б.Н. Петров, Н.И. Соколов, A.B. Липатов и др. М.:ф Машиностроение, 1986. 254 С.

113. Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы / В.Б. Брагин, Ю.Г. Войлов, Ю.Д. Жаботинский и др./ Под. общ. ред. Е.П. Попова, В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1985. - 256 С.

114. Системы управления манипуляционных роботов / B.C. Медведев, А.Г. Лесков, A.C. Ющенко./ Под ред. Е.П. Попова. М.: Наука, 1978. - 416 С.

115. Смородин Р.К. Исследование характеристик струи режущего газа в процессах газолазерной резки. // Тезисы докладов V Международной конференции «Лазерные технологии 95», М., 1995.

116. Справочник по теории автоматического управления / Под ред.

117. A.A. Красовского М., Наука, 1987.

118. Сырский Г.В., Михайлов И.И, Соколов СМ. Трехмерная система технического зрения использующая принцип интерферометрии // М., Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 105, 1995.

119. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. / Под ред. В.М. Терехова. М.: Издат. центр «Академия», 2005. -304 с.

120. Технический отчет по проекту «ПаЛАР-40». Владимир: ВлГТУ, 1996.-435 С.ф 112. Технологические лазеры / Справочник в 2-х томах / Под ред.

121. А.Г.Абильсиитова. М.: Машиностроение. 1991.-431 С.

122. Тимофеев A.B. Адаптивные робототехнические комплексы. -Л.: Машиностроение, 1988. 332 С.

123. Тимофеев А.Н. Манипуляторы с адаптивной кинематикой // Проблемы машиностроения и надежности машин. № 1, 1995, с. 86-91.

124. Ульянов C.B. Нечеткие модели интеллектуальных систем управления: Теоретические и прикладные аспекты (обзор) // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. № 3, 1991, с. 3 - 28.

125. У сков A.A., Киселев Е.В Системы управления с нечеткими су-первизорными ПИД регуляторами. № 8 2005 г. с 31 33

126. Устройство управления «Сфера-36» 3.623.017 № 50. Техническое описание.

127. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир, 1989.624 С.

128. Хартли Дж. ГПС в действии. / Пер. с англ. Под ред. В.М. Ку-динова. М.: Машиностроение, 1987. -328 С.

129. Черноруцкий Г.С., Сибрин А.П., Жабреев B.C. Следящие системы автоматических манипуляторов / Под ред. Г.С. Черноруцкого. — М.: Наука, 1987.-272 С.

130. Черноусько Ф.Л., Болотник H.H., Градецкий В.Г. Манипуля-ционные роботы. М.: Наука, 1989. - 368 С.

131. Численное моделирование тепловых процессов при лазерной обработке / А.Г. Григорьянц, A.B. Захаров, O.A. Кузнецов и др. // Препринт ин-т прикладной математики им. М.В. Келдыша АН СССР. 1985. № 14.-26 с.

132. Шторм В.В., Воробьев Е.Е., Серов Р.В. Методы и средства юстировки и контроля оптических систем лазерных установок. / Обзорная информация. АИНФ 569 М.: УНИИ-атоминформ. 1981. - 36 с.

133. Электроприводы манипуляционных роботов с силомоментным очувствлением: Учеб. пособие / И.Н. Егоров; Владим. полит, ин-т. Владимир, 1990.-96 С.

134. Юревич Е.И. Основы робототехники. 2-е изд., перераб. и доп.- СПб.: БХВ-Петербург. 2005. - 416 с.

135. Arata Y., Mario Н., Miyamoto I. Application of Laser for Material Processing. Heat flow in Laser Hardening // Int. In-te Weld. Doc. 1988. Vol. IV. P. 241.

136. Baptista L.F., Sousa J.M., Sada Costa J.M.G. Fuzzy predictive algorithms applied to real-time force control. / Control Engineering Practice, № 9, 2001. P 411-422.

137. Efficient algorithm for optimal force distribution in multiple-chain robotic systems the compact-dual LP metod. Cheng F.T., Orin D.F. IEEE Int. Conf. and Autom.1989. Vol. 2. - P. 943 - 950.

138. Faber W.; Lindenau D. Baukastensystem von Positioniersensoren. ZIS-Mitt., Halle. 1982. P. 1231 1235.

139. H. Hugel, M. Gridel, K. Krastel. Laserbearbeitungsanlagen Stand der Technik und Leistungspotential // Produktion. 1995. P. 54 — 59.

140. Hirschmann F. Photoelectric control of arc welding plant. Weld.and Metal Fabrication. 1985, № 33. P. 62 64.

141. Kirk D. E. Optimal Control Theory, An Introduction, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N. J. 1980.

142. L. Pera, G. L. Pera, G. Marinoni. Laser application for 3-D components // Laser application for mechanical industry. 1993. P. 235 262.

143. Laser robot. Montein Robert C, Bordmann Robert E.; Cincinnati Milacron Inc. Пат. 4698492, США.

144. Lee С. S. G., Chung M. J. Adaptive Perturbation Control with Feedforward Compensation for Robot Manipulators. // Robots Simulation. 1985,1. Ш No. 3. P. 127- 136.

145. Müller S. Schweißen mit Industrierobotern. DVS-Berichte Düsseldorf. 1988, № 5. P. 44-49.

146. Nachev G.; Karastojanov D.; Petkov B. Otnosno sledeneto na seva pri uprav-lenieto na roboti za elektrod'govo zavarjavane. Zavarjavanje, Sofia. 1982. S. 13 15.

147. Picking up the laser business // Weld. And Metal Fabr. № 1, 1996. P. 2 6.

148. Pohl Т., Schultz M. Laser beam welding C02- and Nd:YAG-laser systems. / Bayerisches Laserzentrum GmbH, Germany. P. 1 15.

149. Robot de soudage par faisceau laser: Automobiles Peugeot, Automobiles Citroen. Platini Jean-Pierre. Заявка 2678193 Франция.

150. Swift-Hoock D.T., Gick A.E.F. Penetration welding with lasers // Welding Journal. 1973. № 11. P. 492-499.

151. Tsuda G. Articulated arc welding robot with manual C. P. teaching method. IIW-Dokument XII. P. 80 107.

152. Two 7-R manipulators which provide controllably dexterous workspace. Davidson J.K. IEEE Int. Conf. and Autom.1989. Vol. 2. P. 1208 -1214.