9. Принципы построения систем управления для манипуляторов с линейным движением звеньев.

СУ электроприводами манипуляторов обеспечивает движение исполнительного органа (схвата) по заданной пространственной траектории путём управления движением отдельных звеньев манипуляторов. Каждое звено оснащено ЭП и датчиком для контроля перемещения. Задание на движение осуществляется от устройства ЧПУ.

На рисунке показана функциональная схема управления движением звеньев 1,2,3 трёхзвенного манипулятора 1-ого рода. На нём выделены так называемые переносные координаты. Задающее воздействие q13,q23,q33 поступают на блок управления БУ1,БУ2,БУ3 ЭП М1,М2,М3. Передаточные механизмы ПМ1, ПМ2,ПМ3 обеспечивают реализацию необходимого движения (линейного) звеньев. Это движение определяется координатами q,q1,q2. Датчики положения звеньев можно устонавливать как на ЭП , так и на самих манипуляторах.

На неподвижном основании 1 расположена колонна 2, которая совершает угловое движение φ (поворот оси ) и вертикальное линейное двиджение с помощью ЭД и ПМ находящихся на основании.На колонне установлена рука 3 , которая с помощью ЭД М3 совершает горизонтальное перемещение Р схавата 4 с грузом 5. Точкой Р отмечен центр масс схвата 4 с грузом 5. Работа манипулятора происходит в так называемой цилиндрической системе координат.

10. Принципы построения систем управления для манипуляторов угловым перемещением звеньев.

С У электроприводами манипуляторов обеспечивает движение исполнительного органа (схвата) по заданной пространственной траектории путём управления движением отдельных звеньев манипуляторов. Каждое звено оснащено ЭП и датчиком для контроля перемещения. Задание на движение осуществляется от устройства ЧПУ.

На рисунке показана функциональная схема управления движением звеньев 1,2,3 трёхзвенного манипулятора 2-ого рода. На нём выделены так называемые переносные координаты. Задающее воздействие q13,q23,q33 поступают на блок управления БУ1,БУ2,БУ3 ЭП М1,М2,М3. Передаточные механизмы ПМ1, ПМ2,ПМ3 обеспечивают реализацию необходимого движения (углового) звеньев. Это движение определяется координатами q1,q2,q3. Датчики положения звеньев можно устанавливать как на ЭП , так и на самих манипуляторах. На неподвижном основании 1 расположена колонна 2, которая совершает угловое двиежение φ1 относительно перпендикулярных плоскостей рисунка.

П рограммирование движения траектории схвата 5 с грузом 6 выполняется в неподвижной системе координат, относительно основания. Вектор обобщённых координат звеньев манипулятора определяется как функция времени технологическогно процесса q_c(t)- изображено на рис.2.

q_c(t) формируется через вектор обобщённых координат звеньев манипуляторов, который в жёсткой механической системе является вектором обобщённых координат приводов q_п(t). Векторы q_c(t) и q_п(t) связаны между собой отображением преобразования координат Т, содержание которого устанавливается решением прямой задачи кинематики манипулятора УЧПУ. Так же УЧПУ вырабатывает вектор задающих обобщённых координат схвата манипулятора q_зс(t). Содержание T^-1 определяется из решения обратной задачи кинематики. Организуя систему движения манипулятора стремятся к тому чтобы инерционные свойства привода и звеньев не вносили искажений в заданные траектории движения схвата. И с этой целью принимают комплетные привода, которые должны обладать большим диапазоном регулирования и так называемой большой полосой пропускания, однако динамические свойства манипуляторов не позволяют выбрать комплектный преобразователь однозначно. При рассмотрении СУ звеньями как автономными из-за наличия центробежных сил инерции для ряда схем манипуляторов возникают динамические взаимосвязи звеньев. Данный факт необходимо учитывать при проектировании СУ. В общем случае динамические свойства манипуляторов характеризуются матрицей W_м(p,q_s), в соответствии с которой выполняется синтез управляющих устройтсв. В обобщённой матричной структурной схеме СУ схватом манипулятора на рис.2 F_c – это вектор силы приложенной к звеньям манипулятора. q_п(t) –это вектор измеренных значений обощённых координат приводов. W_иу(t) – матрица информационных устройств, кроме главных обратных связей по обобщённым координатам. В системе могут присутствовать и обратные связи и по промежуточным координатам , выполненные в соответствии с принципами подчинённого управления.