Надежность и диагностика технологических систем: Учебное пособие, страница 27

Точностные исследования  наиболее трудоемки  и  проводятся  на  стендах, где  стремятся  устранить влияние внешних  сил, передаваемых  в виде колебания  фундамента,  колебания температур и др.  В большинстве случаев при измерениях  применяют контрольные  тела, закрепленные на фланце или на самом захвате. Можно  в захвате  закреплять  датчик  или  набор датчиков. Контрольные тела  применяются  и виды шаров, кубиков, цилиндров, призм, линек и  сложных  тел, пример, двух или трех  шаров, позволяющих более точно  определить  угловые смещения. Число индикаторов, контактных  или  бесконтактных  датчиков перемещения   в зависимости   от   задач  измерения  колеблется  от 1 до 6.  В последнем случае  измеряются  как  линейные, так  и угловые смещения. У роботов  с контурным управлением пространственные  перемещения  контролируются  с помощью линеек, расположенных под различными углами. Бесконтактные датчики  закрепляются на фланце захвате. Точностные характеристики разделяются  на  погрешности  позиционирования  и отработки траектории.  Погрешности позиционирования  складываются  из  статических, квазистатических  и динамических   (систематических  и случайных). Прогибы руки  робота различны при  различном весе груза, вылетах и направлении движения.

 Поэтому  они   не всегда  компенсируются   у переналаживаемых конструкций роботов. При эксплуатации и возникают смещения  нуля настройки, устраняемые при обслуживании. К квазистатическим погрешностям  отнесены сравнительно медленно изменяющиеся смещения узлов в процессе их прогрева. Наибольшее количество составляющих относится к динамическим погрешностям, возникающим во время движения или под действием окружающей среды и источников питания  энергии (разброс сигналов системы управления при изменении  напряжения в сети, колебание фундаментов, воздушные потоки и т.д.). На случайные и систематические погрешности оказывают влияние погрешности  изготовления датчиков внутренней системы  измерения робота или расстановка  упоров  манипулятора.

  Наиболее значительное влияние  имеют динамические характеристики динамической системы манипулятора  и привода. Сказывается сложное влияние ускорений при совмещенном движении на инерционные нагрузки (кориолисово  ускорение), неравномерная нагрузка на привод и др. В результате изменяются  характеристики на участке торможения и при подходе захвата  к рабочему положению возникают длительные значительные колебания. Их уровень  снижают введением обратной связи и усложнением системы управления.

Исследование кинематических  и динамических  характеристик  роботов облегчают правильный выбор скорости и траектории  движения  и методов и средств диагностирования.

Основными методами диагностирования  роботов следует считать:

а) тестовые методы для стоек систем управления;

б) по длительности  цикла и его  элементов  и температуре (обеспечивает

система  управление);

в) по параметрам  движения (системе встроена в  робот и стойку с микропроцессом или используется внешняя система  с записью и последующей автоматизированной обработкой);

г) по параметрам  движения, силовым и энергетическим параметрам с записью на самописец и расшифровкой данных  с помощью эталонных осциллограмм  и дефектных карт;

д) по виброакустическим  параметрам (с записью и хранением в ЭВМ);

е) по точностным  характеристикам (автоматизированные  и неавтоматизированные  методы).

На рис. 2.28 приведены методы диагностирование роботов.

Рис.2.28 Методы диагностирования роботов.

Последний  метод наиболее  трудоемкий   и слабо разработанный. Вопросы  контроля точности  решаются  внутренней системой диагностики  с помощью дополнительной оснастки. Используемые методы  при  диагностике  робота  определяются конструкцией  робота и областью  его применения.

Включение  в стойки  систем управления дополнительных микропроцессоров  позволяет использовать  их для целой диагностики. Для локализации  неисправных  узлов и элементов  системы управления  используются пакеты  программ. 

 В роботах  используются  системы аварийной остановки и специального контроля  состояния  для обеспечения условий  техники  безопасности. Для  предотвращения аварии контролируется температура  в шкафу      управления. Используют  системы  диагностики   с записью  тока  или  мощности, потребляемого  двигателем. Для определения возможности возникновения аварии при  аварийной  остановке записывают кинематические параметры: перемещения, скорости и ускорения. По этим данным, полученным  в самое неблагоприятное время -  при максимальной  скорости движения,  определяются  наибольшее ускорение  при замедлении,  которое  может  вызвать  нарушение положения груза  в захвате  или  его выбрасывание, время  реакции на аварийный сигнал и дополнительное время  и перемещение, необходимое для  полной  остановки руки, рассчитываются усилие, действующее на привод захвата  и возможная    сила  удара  руки  робота  о препятствие    (при наличии дополнительных данных  о виде препятствия и упругих характеристиках руки).

          2.4.3. Диагностирование  оборудования  заготовительных и сборочных цехов.

Рассмотрим  систему диагностики цеха  литье под давлением с роботизированными ячейками. Контролируемые параметры приведены, датчики  и  аппаратуре  для  диагностирования приведены  в таблице 2.4.

Таблица 2.4. Диагностические параметры  машин для  литья  под  давлением

Как  следует из таблицы, контролируются как технологические  параметры  (рабочее давление, скорость  его изменения  в момент формирования  отливки, температура), так и параметры механизмов  и привода  литейной машины  и манипуляторов  с целью  проверки  их технического  состояния. Важнейшими  технологическими параметрами  являются скорости  ведомой  части  пресс- формы  и пресс – штока  V2. От  характера  их изменения (рис.2.29) зависят  условия замыкания  пресс- форм (V1) и заполнение  пресс – формы  расплавленным металлом (V2).