Электроприводы промышленных роботов

Министерство образования и науки РФ. Московский Государственный Университет Леса.

ИПСОП. Отделение заочного обучения.

Кафедра Управления Автоматизированными Производствами Лесопромышленного Комплекса.

РЕФЕРАТ

  по дисциплине Робототехнические комплексы:

  «Электроприводы промышленных роботов».

Выполнил студент группы 9-АП-21:Крутиков В.С.

Вариант№17

Принял Ст.преп.Лапин А. С.

Сокол 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ.

1. Функциональные схемы электроприводов……………………..3

2.Характеристики исполнительных механизмов…………………6

3.Электродвигатели…………………………………………………8

4.Список литературы………………………………………………15

Анализ развития робототехники в нашей стране и за рубежом показывает, что в последние годы все более активно в промыш­ленных роботах используются электроприводы. Электропривод современного робота представляет собой комплекс приводов, каж­дый из которых управляет определенной степенью подвижности робота.

Типичная функциональная схема исполнительной следящей электромеханической системы (ЭМС) отдельного модуля (рис. 4.6,а) содержит исполнительный двигатель ИД, механиче­скую передачу МП, чувствительные элементы в виде датчиков положения ДП и скорости ДС, а также блок позиционирования, включающий, в общем случае, схемы сравнения СС, схему огра­ничения СО (определяющую максимальную скорость) и усили­тель мощности УМ.

От ЭМС промышленных роботов требуются в первую оче­редь высокое быстродействие; точность, которая лежит в преде­лах ±1,5-2,0 мм и только в отдельных случаях достигает 0,1мм; надежность, малая чувствительность к изменениям параметров питающего тока.

К особенностям электропривода относятся: широкий диапа­зон регулирования по скорости и по положению; высокие требо­вания к динамике движения и точности слежения; работа и ши­роком диапазоне изменения моментов, нагрузки; длительная ра­бота в заторможенном режиме.

Обычно функциональная схема электропривода представля­ет собой аналого-цифровую схему автоматического управления (рис. 4.6,б).

Схема представляет трехконтурную систему подчиненного ре­гулирования, обладающую достоинствами цифровой схемы.

Первый контур образован двигателем М с преобразователем Пр и регулятором тока РТ. Во второй контур входят датчик скоро­сти ДС и регулятор скорости PС. В третий контур входят датчики угла ДУ (положения) и цифровой регулятор положения ЦРП.

Таким образом, в состав электропривода входят ряд элемен­тов: двигатели, датчики обратной связи, регуляторы тока, ско­рости и угла положения.

Процесс проектирования приводов промышленных роботов включает анализ структурно-кинематической схемы робота, вы­бор системы и компоновочной схемы приводов, выбор двигателей по степеням подвижности, расчет кинематических цепей, меха­низмов передач и их элементов.

Кинематический анализ выполняют методами, используемы­ми при анализе дифференциальных механизмов [2,1.] При анализе определяют передаточные отношения, выявляют кинематические зависимости между отдельными звеньями, определяют характер взаимных связей между отдельными приводами манипуля­тора при их одновременной работе, скорость на конечном звене ру­ки робота.

Анализ кинематической цепи в статике выполняют методами кинетостатики [4]. Для каждого звена определяется равнодей­ствующая всех сил, действующих на звено при движении. Для каждого звена манипулятора составляют равенство

где Qi — внешняя сила; — сила тяжести звена; P _{u i} — сила инерции, найденная по заданному закону движения механизма.

Полученные равнодействующие , …       принимают  за

внешние силы, нагружающие конечное звено в месте стыка с за­хватным устройством. Механизм принимают за неподвижную си­стему, силовой анализ которой проводят по законам статики с использованием для каждого звена условий равновесия

По результатам анализа определяют моменты и усилия стати­ческой нагрузки, приведенной к валу (штоку) силового двигателя. Кинематические цепи должны:

обеспечивать техническую возможность подхода конечного звена к заданной точке рабочего пространства и выполнение ориентирующих перемещений;

устранять взаимное влияние кинематических цепей;

исключать возможность возникновения самопроизвольных движений под действием внешних нагрузок;

обеспечивать уравновешивание звеньев для снижения требу­емой мощности.