лабы по АТП

11

Лабораторна робота 2

ВИВЧЕННЯ ПРИНЦИПУ РОБОТИ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СТАТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЛЬСИНІВ

2.1Мета роботи

•Ознайомитися з конструкцією сельсин-датчика (СД) та сельсинприймача (СП), схемою вмикання і принципом роботи сельсинів в індикаторному (дистанційна передача кутових переміщень) та у трансформаторному режимах.

•Визначити точність дистанційної передачі кутових переміщень при роботі сельсинів у індикаторному режимі.

•Визначити залежність вихідної напруги сельсин-трансформатора

2.2Устаткування, прилади та інструмент

•Лабораторний стенд, який складається з сельсин-датчика (СД), сельсин-приймача (СП), двох блоків цифрової індикації (БЦІ), з’єднаних з сельсинами.

•Амперметр або вольтметр.

2.3 Стислі теоретичні відомості Конструкція та принцип роботи сельсинів.

Конструктивно сельсин-датчик (СД) і сельсин-приймач (СП) виконані за типом синхронних машин перемінного струму але значно менших розмірів. Однофазна обмотка укладена на статорі з чітко вираженими полюсами, а трьохфазна – на роторі з неявно вираженими полюсами.

Індикаторнийрежим

Схема вмикання обмоток сельсинів для дистанційної самоналагоджувальної передачі кутових переміщень з СД до СП показана на рис. 2.1.

Перемінне напруження живлення створює в статорних обмотках пульсуючі магнітні потоки Фс =Фsin ωt, напрямок яких співпадає з

12

напрямком вісей статорних обмоток. Ці магнітні потоки індукують в обмотках роторів ЕДС, величина яких залежіть від розташування вісей обмоток роторів відносно обмоток статора.

Е1=Еm cos β;

Е2=Еm cos(β – 120°); Е3=Еm cos(β + 120°),

де Еm – максимальне значення ЕДС фазової обмотки ротора, коли вісь її співпадає з віссю статорної обмотки.

При α=β ЕДС у відповідних обмотках 1–1′, 2–2′, 3–3′ рівні між собою та протилежні за напрямком, внаслідок чого результуючі ЕДС в кожній парі з'єднаних обмоток дорівнюють нулю і струм в ланцюзі роторів відсутній: I1=I2=I3=0.

Якщо ротор СД повернути на деякий кут α відносно ротора СП, то результуючі ЕДС у відповідних обмотках роторів не дорівнюють нулю, і в ланцюгах роторів виникають вирівнюючі струми I1, I2, I3. З'являється синхронізуючий момент Мсинх.=Мmaxsinθ, де Мmax – найбільший синхронізуючий момент для цієї конструкції сельсинів.

13

Ця формула виконується тільки для статичних режимів і для невеликих швидкостей обертання (n ≤ 500...600 об/хв). Стійкими є положення при θ = 0° та θ = 360°.

Кут розузгодження (похибка) передачі залежить від похибки виготовлення сельсинів та робочого моменту Мр вала сельсина-

приймача: Мр = Мтертя + Мнавантаження.

M р

Похибка (кут розузгодження) від Мр : θ = arcsin Мmax .

Трансформаторний режим

Сельсини в трансформаторному режимі використовуються в слідкуючих системах для отримання сигналу похибки виконавчого механізму. Призначення трансформаторної сельсинної схеми (рис. 2.2)

– створювати вихідну напругу, яка за величиною та знаком однозначно визначається кутом розузгодження між сельсинами.

Магнітний поток обмотки збудження сельсин-датчиків (СД) індукує в фазових обмотках та обмотках його ротора ЕДС:

Е1=Еm cos β;

Е2=Еm cos(β – 120°);

Е3=Еm cos(β + 120°).

Тому що в обмотках ротора сельсин-приймача додаткові ЕДС не наводяться – для фазових струмів можна записати:

I1 = 2E1z ; I2 = E22z ; I3 = E23z ,

де z – повний опір кожної обмотки.

Ці струми створюють перемінні магнітні потоки котушок 1, 2, З, які в однофазній статорній обмотці сельсин-трансформатора (СТ) будуть індукувати ЕДС:

Е1=A I1 cos α;

Е2= A I2 cos(α – 120°);

Е3= A I3 cos(α + 120°).

де А – коефіцієнт пропорційності.

Сумарна ЕДС, що діє на роз’ємах а та в статорної обмотки сельсин-трансформатора буде дорівнювати:

14

Uвих = Е1′ + Е2′ + Е3′

Підставимо значення Е1 , Е2 , Е3 , І1 , І2 , І3 та Е1’ , E2’ ,E3’. Після виконання тригонометричних перетворень отримаємо:

Uвих = Um cos(β – α) = Um cos θ,

де θ = β - α – кут розузгодження.

Таким чином, напруга на роз’ємах однофазної обмотки сель- син-трансформатора не залежить від кута розузгодження θ.

Для практичного застосування зручніше, щоб в узгодженому положенні при θ = 0 напруження Uвих = 0. Це досягається за рахунок обертання ротора СД та СТ на 90°. У цьому разі кут θ′ =90°+θ і

Uвих=Um sin θ.

2.4Порядок виконання роботи

1.Ознайомитися з конструкцією СД і СП та послідовністю вмикання пристроїв цифрової індикації (БЦІ).

2.Скласти схеми вмикання СД та СП і вивчити принцип роботи сельсинів в індикаторному та трансформаторному режимах.

Таблиця 2.1 – Протокол експерименту: індикаторний режим.

3. Визначити точність дистанційної передачі кутових переміщень при роботі сельсинів в індикаторному режимі, для чого:

а) перемикач вида роботи встановити в положення "Індикаторний режим";

15

б) увімкнути стенд у мережу змінного струму з напруженням

220 В;

в) встановити шкали роторів СД і СП на нуль, також обнулити обидва пристрої БЦІ; г) обертанням ротора СД послідовно задавати кути повороту сель-

син-датчика α, які дорівнюють 10°, 20°, 30°, ... 350°, 360°. Для кожного фіксованого значення кута повороту СД необхідно визначити кут повороту СП – β , в градусах та імпульсах, і занести ці значення в таблицю 2.1;

Рисунок 2.3 – Графік залежності похибки (кута розузгодження θ) від кута оберту сельсин-датчика α

д) аналогічно повторити експеримент при обертанні ротора СД у протилежному напрямку; є) визначити кут розузгодження θ = β - α при обертанні ротора СД

праворуч та θ′= β′- α – ліворуч; ж) вимкнути живлення;

з) за експериментальними даними побудувати графік залежності похибки (кута розузгодження θ) від кута оберту СД (рис. 2.3).

4. Визначити залежність вихідної напруги сельсинтрансформатора (СТ) від кута розузгодження θ, для чого:

а) установити перемикач вида роботи у положення "Трансформаторний режим"; б) увімкнути стенд у мережу змінного струму з напруженням

220 В;

в) установити ротори СД і СТ на нулі за шкалами (при цьому при-

17

Примітка: при застосуванні фазочутливого випрямляча графік Івих=f(θ) повинен мати формулу синусоїди.

5. Скласти звіт по лабораторній роботі.

2.5 Вказівки щодо техніки безпеки (ТБ)

При виконанні цієї роботи студент може бути травмований електричним струмом.

Тому, застерігаючи травмування при виконанні роботи, необхідно дотримуватися таких правил безпеки:

- не виконувати монтажні, ремонтні, дослідні та інші роботи з електрострумовими частинами обладнання при ввімкненому живленні датчиків.

Контрольні питання

1.Призначення сельсинів. Їх принцип дії.

2.Суть індикаторного режиму роботи сельсинів.

3.Функціональне призначення трансформаторної сельсинної схеми.

4.Статичні характеристики сельсинів. Вхідні та вихідні параметри.

5.Визначення похибки (кута розузгодження) передачі кутових переміщень між сельсин-датчиком і сельсинприймачем.

6.Різниця принципів визначення кутів розузгодження при роботі сельсинів в індикаторному та трансформаторному режимах.

7.Методи зменшення величини похибки при дистанційній передачі кутових переміщень.

18

Лабораторна робота 3

ВИВЧЕННЯ ТА НАСТРОЙКА СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ РОБОТАМИ

3.1 Мета роботи

За час занять кожен студент повинен освоїти наладку усіх типів роботів шляхом реалізації заданих викладачем циклограм.

3.2 Стислі теоретичні відомості

Данні методичні вказівки включають в себе загальну частину, у яку входить класифікація різних систем управління промисловими роботами, а також можливі області використання роботів з цими системами управління. У спеціальній частині дається опис управляючих пристроїв різного типу, а також рекомендації по складу програми (циклу) роботи робота для виконання різних допоміжних операцій в умовах конкретного зовнішнього середовища.

Роботизація – комплексна проблема, яка вимагає рішення питання спільного використання роботів на різному обладнанні з різноманітною оснасткою. При цьому управління роботом може здійснюватись як від однієї для всього комплексу систем управління електронно-обчислювальною машини (ЕОМ), так і автономно. При автономному управлінні обов’язкова наявність системи зв’язку пристрою управління роботом з іншими об’єктами, яка забезпечуює виконання потрібної циклограми роботи всього комплексу.

Роботизація виробництва є не тільки технічною, але й соціаль- но-психологічною задачею, що вимагає вірного підходу до подолання бар’єру, пов’язаного зі сприйняттям людиною “нововведення” та пов’язаного з цим вивільненням людини від одноманітної, важкої або небезпечної роботи.

Системи управління (СУ) промисловими роботами (ПР) підрозділяються на:

1.Циклові (або позиційні без сервоуправління).

2.Позиційні з сервоуправлінням.

3.Контурні з сервоуправлінням.

4.Адаптивні.

19

Другий та третій вид СУ роботами відрізняються від першого наявністю систем зворотного зв’язку по усіх координатах переміщення виконавчих механізмів робота. Це дозволяє автоматично коректувати щонайменші відхилення у виконанні любих переміщень, забезпечуючи тим самим вірне виконання програми.

Позиційні системи без сервоуправління дозволяють здійснювати переміщення окремих ланок робота з одного крайнього положення в інше без будь-яких маневрів між цими положеннями. Граничні переміщення окремих ланок робота забезпечуються або механічними обмежувачами (упорами), або конструктивними розмірами виконавчих механізмів (наприклад, довжиною пневмоциліндра, ходом штоку пневмокамери, тощо).

Кількість точок позиціювання у роботів з такою системою управління обмежене (8...12 для робота з одним маніпулятором). До числа таких СУ відносять УПКОН, ЕЦПУ-6030, СУ-202М.

Системи позиційного сервоуправління дозволяють зупиняти схват робота в будь-якій точці або точках між двома крайніми положеннями. Окремі команди (ротація схватів, закрити-розкрити схват) не вимагають зупинки в проміжних положеннях. Кількість точок позиціювання у роботів з такою системою управління обмежується тільки об’ємом пам’яті ОЗУ або можливою областю використання даного робота. Такі системи управління можуть бути забезпечені як розділеною (Електроніка НЦТМ), так і централізованою (Грант 01-02) пам’яттю. При розділеній пам’яті для використання робота у конкретній ситуації необхідно запрограмувати не весь комплекс команд на окремі механізми, а тільки чисельні значення двох-трьох окремих параметрів, що характеризують конкретні умови. Інші команди та послідовність їх виконання знаходяться у довготривалій пам’яті системи управління.

Системи управління з централізованою пам’яттю забезпечують програмування записом в пам’ять інформації про потрібні дискретні точки простору. Програмування виконується за допомогою виносного навчаючого блока (який входить у склад системи управління) з клавіатури якого оператор вводить у пам’ять відповідну інформацію. У задані точки позиціювання схват робота виводиться за допомогою відповідних кнопок, і при досягненні кожної точки натисканням кнопки запису – її координати фіксуються у пам’яті комп'ютера.