ВВЕДЕНИЕ 4
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ПО ТИПУ
МОДЕЛИ М20П.40.01 6
1.1 РАЗРАБОТКА КОМПОНОВКИ ГСС 8
1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ РОБОТА 19
1.3 РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 20
1.4 РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ВРАЩЕНИЯ ТРАВЕРСЫ 25
1.5 КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ СХВАТОВ 28
2 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УГЛОМ
ПОВОРОТА ТРАВЕРСЫ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА 31
2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ САУ 33
2.2 ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ САУ 35
3 ПЕРЕХОДНАЯ ФУНКЦИЯ САУ УГЛОМ ПОВОРОТА ТРАВЕРСЫ
ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА 37
3.1 ПОСТРОЕНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 38
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА
САУ УГЛОМ ПОВОРОТА ТРАВЕРСЫ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА .... 58
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ .. 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А. НАУЧНАЯ СТАТЬЯ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПРЕЗЕНТАЦИЯ 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРОГРАММА РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ САУ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА 92
В настоящее время неотъемлемой частью для оптимизации производственного процесса является применение промышленных роботов в гибкой станочной системе (ГСС). Благодаря им на предприятиях выполняются такие важные задачи как: снижение времени на загрузку и выгрузку деталей, минимизацию применения человеческого труда, возможность безостановочной работы в течение всего рабочего дня.
Основные требования, предъявляемые к промышленным роботам, это точность позиционирования, скорость с которой происходит перемещение заготовок и готовых изделий, а также долговечность работы его механизмов.
Использование САУ технологическим оборудованием показало их эффективность. Без систем автоматического управления не обходится ни один робот, поэтому повышение показателей динамического качества САУ является важной задачей в любом используемом оборудовании. К таким показателям динамического качества САУ можно отнести запас и степень устойчивости, а также быстродействие.
Целью диссертационной работы является исследование показателей динамического качества системы автоматического управления промышленного робота по типу модели М20П.40.01.
Методы исследования. Теоретические исследования проводились с использованием основных положений теории автоматического управления с применением средств вычислительной техники. Моделирование САУ и ее элементов выполнялось с помощью математического пакета Mathcad 15.
Объектом исследования является система автоматического управления углом поворота траверсы промышленного робота по типу модели М20П.40.01.
Научная новизна.
Предложена математическая модель САУ промышленного робота, позволяющая на стадии проектирования определять диапазон изменения кон- 4
структивных параметров системы, обеспечивающих заданный характер переходного процесса, и оценивать погрешность угла поворота траверсы в различных режимах работы.
Практическая ценность.
Разработаны функциональная и структурная схемы системы автоматического управления угловым положением траверсы напольного промышленного робота по типу модели М20П.40.01.
На защиту выносятся: общий вид гибкой станочной системы, функциональная схема САУ углом поворота траверсы промышленного робота, математическая модель САУ промышленного робота, структурная схема САУ углом поворота траверсы промышленного робота, переходные характеристики САУ при различных значениях угла поворота траверсы промышленного робота, показатели динамического качества САУ, выводы по работе.
Публикация. По теме диссертации опубликована 1 научная статья в сборнике, входящем в РИНЦ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов, выводов, списка литературы, содержит 70 страниц основного текста, 4 таблицы и 59 рисунков.
1. Разработаны функциональная и структурная схемы системы автоматического управления угловым положением траверсы напольного промышленного робота по типу модели М20П.40.01.
2. Предложена математическая модель САУ промышленного робота, позволяющая на стадии проектирования определять диапазон изменения конструктивных параметров системы, обеспечивающих заданный характер переходного процесса, и оценивать погрешность угла поворота траверсы в различных режимах работы.
3. Вычислительные эксперименты показали, что наибольшее влияние на быстродействие и устойчивость системы автоматического управления оказывают постоянная времени электродвигателя и коэффициент усиления замкнутой САУ. Наибольшие быстродействие и запас устойчивости системы достигаются при значениях постоянной времени Тд, не превышающих 0,03 с, и коэффициенте усиления k0, находящемся в диапазоне от 5 до 10. При данных значениях параметров САУ наблюдается также наименьшая динамическая погрешность угла поворота траверсы промышленного робота.
4. Проведенные исследования позволяют рекомендовать к применению в приводах промышленных роботов электродвигатели постоянного тока серии ДК1, имеющие постоянные времени Тд в пределах от 0,005 с до 0,01 с.
