Привод звена промышленного робота (нижней руки). Типовой технологический процесс и выбор манипулятора, страница 6

М_экв=0,21Н*мМ_ном=1.7 Н*м

М_max=3.17 Н*мM_доп=8,5 Н*м

Можно сделать вывод о соответствии предварительно выбранного ЭД условиям работы проектируемого ЭП.

4. Определение основных характеристик привода

4.1 Построение и анализ механических характеристик двигателя

Статические механические характеристики дают основные представления об электромеханических свойствах ЭП при изменениях нагрузки в статических режимах работы. Построенные естественная и искусственные статические характеристики позволяют дать ответ о том, как выполняется одно из требований, предъявленное к ЭП, а именно, точность регулирования. Это требование оценивается значением модуля статической жесткости механической характеристики, а так же может быть оценено её статизмом. Чем большее значение имеет модуль жесткости, тем точнее поддерживается скорость ЭП при изменениях нагрузки и регулирования скорости[6].

Механическая характеристика ЭД представляет собой зависимость угловой скорости вращения вала ω(частоты вращения n) от момента М, развиваемого двигателем. ДПТ независимого(параллельного) возбуждения, как уже было выше упомянуто(см.подраздел 3.3), имеет линейные механические характеристики[6]:

ω=ω₀-,

где М-момент, развиваемый двигателем;

-сумарное сопротивление якорной цепи, включающее внешнее и внутреннее сопротивление якоря двигателя.

Выбранный ДПТ работает в режиме S5 и имеет искусственную механическую характеристику со скоростью вращения идеального ХХ ω₀₁=192,92 рад/с и номинальной скоростью ω_уст=157,08 рад/с. Естественная характеристика определена скоростями ω₀=350 рад/с и ωном=314,16 рад/с.

Для построения таких механических характеристик достаточно двух точек:

1)  ω=ω₀, М=0;

2)  ω=ω_ном, М=М_ном.

Графики естественной и искусственной механических характеристик ДПТ изображены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1-Механические характеристики ДПУ 200-500-3 Д39-09-УХЛ4

Пока в нашем случае суммарное сопротивление якорной цепи определяется только внутренним сопротивлением якоря двигателя, т.е. =Rя. Константа c=0,4 была уже определена(см.подраздел 3.3).

Напряжение, прикладываемое к якорной цепи при искусственной характеристике, определим по формуле:

U_уст=ω₀₁с;

U_уст=1992,92*0,4=77,17 (В).

Жесткость естественной механической характеристики определяется как:

β===.

Для искусственной характеристики в нашем случае формула (4.3) примет вид:

β=;

β=1,7/(192,92-157,08)=0,047(Н*м*с).

4.2 Расчет скорости для точной остановки и анализ результатов

Точность остановки оценивают величиной максимального возможного смещения(линейного или углового) остановленного рабочего органа производственного механизма от заданной(расчетной) точки(или положения) остановки.

Команда на торможение ЭП обычно подается в схему автоматически, в момент прохождения рабочим органом механизма определенной координаты пути. За время от момента подачи команды на торможение до полной остановки ЭП рабочий орган проходит(поворачивается) на расстояние S_т(на угол φ_т).

Угловое перемещение вала двигателя определяется как:

φ_т=ω_нач∆t_собс+J, где ω_нач-угловая скорость ЭП;

∆t_собс- время срабатывания электрических аппаратов;

J- суммарный момент инерции привода;

М_дин’- динамический момент, действующий на механизм.

В связи с возможным разбросом действительных значений ω_нач, ∆t_собс, J, М_дин’ от их среднерасчетных значений путь φт может колебаться от некоторого минимального значения  до некоторого максимального . Точность остановки ЭП в этом случае оценивают величиной:

∆φ_т=, т.е. расчетную точку остановки располагают в середине зоны точности[6].

Чтобы осуществлялась точная остановка механизма, должно выполняться условие:

∆φ_т∆,

где -допустимая неточность позиционирования рабочего органа.

Действительные значения величин, составляющих ∆φ_т, можно представить через средние значения и отклонения от этих средних: