- •Лекція 1. Предмет і завдання курсу. Історичні передумови появи маніпуляторів та промислових роботів. Сучасні концепції комплексної автоматизації виробництва
- •1.2. Системи управління пр
- •1.3. Сучасні концепції комплексної автоматизації виробництва
- •Лекція 2. Робот як об’єкт керування. Особливості взаємодії робота і людини в умовах виробництва. Основні поняття, терміни, визначення
- •Дистанційно-керовані маніпулятори
- •Лекція 3 . Функціональна схема і класифікація промислових роботів. Основні технічні показники пр
- •3.1. Функціональна схема пр
- •3.2. Класифікація пр
- •3.3. Основні технічні показники промислових роботів
- •Лекція 4 . Системи основних координатних переміщень. Поняття однорідних координат
- •4.1. Система основних координатних переміщень
- •4,2. Поняття узагальнених координат
- •Лекція 5. Кінематичні схеми. Типові кінематичні схеми роботів різної конструкції
- •Вимоги до кс
- •Лекція 6 . Кінематичний аналіз пр. Розв’язання прямої задачі кінематики
- •Розв’язаня прямої задачі
- •Приклад
- •Визначення швидкості та прискорення робочого органу пр
- •Приклад
- •Лекція 7 . Розв’язання зворотної задачі кінематики маніпулятора. Методи точного і наближеного розв’язання зворотної задачі
- •Приклад
- •Наближені методи
- •Метод Ньютона
- •Лінійне наближення рівнянь зв’язку має вигляд
- •Метод розрахунку приростів узагальнених координат
- •Лекція 8. Динаміка механічної частини пр. Динамічний аналіз. Складання рівнянь руху маніпулятора у загальних координатах
- •Лекція 9. Вимоги до приводів пр. Вибір двигунів приводів
- •Лекція № 10 . Типи і характеристики електродвигунів, що застосовуються у робототехніці. Промислові серії електродвигунів
- •Лекція № 11. Спеціальні двигуни постійного струму. Вентильні двигуни
- •11.1. Спеціальні двигуни постійного струму
- •11.2. Вентильні двигуни
- •Лекція 12 Електроприводи промислових роботів. Функціональна схема еп і його елементи.
- •Лекція 13. Типові структури регульованих еп.
- •Синтез систем керування еп эшим1 і эпб2
- •Лекція № 14 . Синтез систем керування еп промислових роботів.
- •14.2. Вибір системи керування еп пр
- •14.3. Структурна схема каналу керування “Електроніка нцтм–30”
- •Лекція № 15 . Системи дистанційного керування роботами
- •15.1. Системи дистанційного керування
- •15.1.1. Системи командного керування
- •15.2. Системи копіювального керування
- •15.3. Системи напівавтоматичного (н/а) керування
- •15.3.1. Основні способи напівавтоматичного керування маніпуляторами
- •Лекція 16 . Системи автоматичного керування роботами
- •16.1. Особливості систем автоматичного керування
- •16.2. Циклові ск
- •Лекція 17 . Позиційно-контурні системи керування. Адаптивні системи керування
- •17.1. Загальні положення
- •17.2. Будова позиційно-контурного програмного керування
- •17.4. Обробка інформації в сенсорних системах
- •Лекція 18 . Динамічні моделі маніпулятора. Структурні схеми моделей механічної частини маніпуляторів
- •0 Бл.-вид. Арк.. 3,75
Лекція 12 Електроприводи промислових роботів. Функціональна схема еп і його елементи.
Рис.
12.1. Універсальний ПР Hds
05/06 (фірма CDA
Німеччина)
ЕП сучасного ПР являє собою комплекс приводів, кожний з яких керує визначеним ступенем рухливості.
На рисунку 12.1 показана кінематична схема електропривідного ПР Hds
05/06 (фірма CDA Німеччина), де цифрами 1...6 позначені ступені рухливості робота. Функціональна схема цього ПР зображена на рисунку 12.2. Аналогічними ЕП постачені широко застосовувані роботи „Кука”, „Сфера”, РПМ-2 й ін.
Принцип роботи ЕП
Усі шість приводів (ЭП1..ЭП6) керуються від загального центрального обчислювального пристрою (ЦОП), що розв’язує траєкторні задачі руху робота і видає керуючі сигнали на цифрові регулятори положення (ЦРП1…ЦРП6) окремих приводів.
Цифрові регулятори положення керують сервоприводами (СП1…СП6) відповідно до сигналів з ЦОП і датчиків кута ДК.
Особливості ЕП ПР:
широкий діапазон регулювання за швидкістю та позиціонуванням, високі вимоги до динаміки руху і точності спостереження;
робота в широкому діапазоні зміни моментів навантаження;
тривала робота двигунів у загальмованому режимі.
Зазначена специфіка стосується як до комплексу електроприводів ПР, так і окремих електроприводів, схеми яких, власне кажучи, розрізняються лише потужностями виконавчих елементів. Функціональна схема ЕП ПР показана на рисунку 12.3.
Функціональна схема ЕП являє собою аналого-цифрову систему автоматичного керування, що працює за принципом триконтурної системи підлеглого регулювання з перевагами цифрової системи (висока точність цифрових датчиків, зручність програмування роботи і т.д.).
Перший контур утворений двигуном (М) з перетворювачем (П) і регулятором струму (РС). У другий контур уходять датчик швидкості (ДШ) та регулятор швидкості (РШ). У 3-ій контур додатково входять датчик кута (ДК) і ЦРП.
Як регулятори струму й швидкості використовуються найчастіше аналогові операційні підсилювачі, за допомогою яких легко реалізується необхідний закон керування.
Датчик швидкості може бути як аналоговим, так і цифровим. У низці випадків застосування датчика швидкості взагалі недоцільне, оскільки сигнал про зміну швидкості може бути обчислений у цифровому регуляторі положення шляхом диференційованого сигналу з датчика кута.
Тобто з функціональних схем, наведених на рисунках 12.2...12.3, видно, що незалежно від конкретної схеми ЕП ПР складається з наступних елементів:
- виконавчого елемента (двигун);
- перетворювача;
- датчиків зворотного зв'язку струму, швидкості й кутові;
- регуляторів струму, швидкості та кута (положення).
Аналіз сучасних тенденцій у виробництві ЕП вітчизняними і закордонними фірмами показує, що більшість з них випускають у наш час сервоприводи, які конструктивно поєднують двигун, перетворювач, датчики та регулятори швидкості й струму – комплектні ЕП, що ми розглянемо далі.
За способом поводження напруги в обмотку якоря двигуни ПС поділяються на колекторні та безконтактні. У колекторних машинах струм до обмотки якоря підводиться за допомогою щіток, недолік таких ДПС – іскріння під щітками, що прискорює знос і зменшує термін служби двигуна.
Магнітні системи ДПС із порушенням від постійних магнітів дуже різноманітні (радіальне, скобоподібне, кільцеві магніти і т.д.). Конструкції спеціальних двигунів для ПР ми розглянемо нижче.
Передавальна функція двигуна ПС щодо кутової швидкості має вигляд:
, (12.1)
де - коефіцієнт передачі двигуна;
- кутова швидкість неодруженого ходу;
- номінальна напруга в ланцюзі якоря;
- електрична постійна часу ланцюга якоря;
- електромеханічна постійна часу;
- момент інерції ротора;
- пусковий момент двигуна.
Щодо кута повороту вала передавальна функція визначається по формулою
. (12.2)
Завдяки успіхам розвитку напівпровідникової техніки в останні роки стало можливим використання вентильних (тиристорних) ДПС. Застосування вентильних перетворювачів дозволило створити безконтактні ДПС, у яких щілинно - колекторний вузол замінений надійною напівпровідниковою схемою.