Устройство позиционирования исполнительных органов робота

 

УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИ1РОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ РОБОТА, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом устройства, а второй подключен к выходу датчика положения, и регулятор положения. последовательно соединенные второй сумматор, регулятор скорости, преоб .разо атель, двигатель, соединенный с датчиком положения, тахогенератор, фильтр, управляемый делитель подключенный выходом к второму входу второго сумматора, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что, с целью повышения нгщежности уЬтройства и обеспечения повторяемости процессов позиционирования устройства, оно содержит последовательно соединенные формирователь трехпозиционного сигнала, подключенный входом к выходу первого сумматора fтретий сумматор,подключенный:вторым входом к выходу регулятора положения , и клюЧусоединенный выходом с и вторым входом второго сумматора, (/) выход формирователя трехпозиционного сигнала соединен с управляющими входами управляемого делителя и ключа.

CO)OS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСА ЛИК

П9) (11)

З(50 G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.OTHPblTHA (21) 3416236/18-24 (22) 30 ° 03 ° 82 (46) 23.01.84. Вюл. В 3 (72) A.Ã.Âàðàíîâ, Л.Я.Глейзер и В.В.Слепцов (53) 62-50 (088. 08) (56) l Патент США 9 3969661, кл. 318-375, 1975 °

2. Попов E.Ï. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. И., Наука, 1973, с 496, 497

3. Патент США 9 4242622, кл, 318-616, 1977 (прототип) . (54 )(57) УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ POBOTA содержащее последовательно соединен. ные первый сумматор, пврвый вход ко-, торого является входом устройства, а второй подключен к выходу датчика положения, H регулятор положения, . последовательно соединенные второй сумматор, регулятор скорости, преоб.разователь, двигатель, соединенный с датчиком положения, тахогенератор, фильтр, управляемый делитель, подключенный выходом к второму входу второ- го суыаатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и обеспечения повторяемости процессов нозиционироваййя устройства, оно содержит последова. тельно соединенные формирователь трехпозиционного сигнала, подключенный входом к выходу первого сумматора,третий сумматор,подключенный:BTQрым входом к выходу регулятора положения, и ключ соединенный выходом с ф вторым входом второго сумматора, выход формирователя трехпоэиционного сигнала соединен с управляющими входами управляемого делителя и ключа.

1068889 Изобретение относится к системам автоматического управления и может использоваться в следящих приводах промьыленных роботов, металлорежущих станков и другого оборудования, требующего надежного и точного позиционирования.

Известны системы автоматического управления, содержащие специализированные узлы для торможения вала исполнительного двигателя. Так в следя- 10 щей по положению системе может . . использоваться специальный тиристор динамического торможения для перехода на малую скорость, а s момент точной остановки привода вал электро. 15 двигателя фиксируется электромагнитным тормозом (1).

Таким системам свойственна невысокая надежность в режиме частых остановок вследствие ограниченного ресурса электромагнитного тормоза.

В следящих по положению системах может использоваться устройство изменения демпфирования в зависимбсти от величины ошибки (2) .

Таким системам свойственно дли" тельное время позиционирования, что резко уменьшает быстродействие системы, Наиболее близком по техничесхой 30, сущности к изобретению является ста- . билизиров анн ая нелинейная Сервосистема, которая ° кроме типовых элементов следящей системы (компараторов, сервоусилителя, электродвигателя,. датчика положения) содержит ряд допол.нительных элементов (компара горов, ключей), служащих для переключения входных .цепей и цепей обратных связей в функции величины рассогласования, в результате чего меняются ко- 40 эффициент усиления и постоянная вре иени регулятора а в конечном итоге повышается быстродействие и точность (3).

Недостаток известной системы — от- 45 сутствие возможности обеспечения надежной фиксации исполнительный органов в точке позиционирования. Цель изобретения — повышение надежности устройства благодаРя ис.ключению элементов с малым ресурсом работы (электромагнитные тормоза)у а также повышение повторяемости за счет уменьшения влияния случайных факторов (помехи систем управления).

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом устройства, а второй подключен 60

I к выходу датчика положения, и регулятор Положения, последовательно соединенные второй сумматор, регулятор .скорости, преобра зов ат ель, дви га тель, соединенный с датчиком положения та 65 хогенератор,фильтр, управляемый делитель; подключенный выходом к второму входу второго сумматора, введены последовательно соединенные формирователь трехпозиционного сигнала, подключенный входом к выходу первого сумматора, третий сумматор, подключенный вторым входом к выходу ре-. гулятора положения, и. ключ, соединен

ый выходом с вторым входом второго умматора, выход формиРователя трех,позиционного сигнала соединен с управляющими входами управляемого делителя и ключа.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, регулятор 2 положения, третий сумматор 3, ключ 4, второй сумматор 5, регулятор 6 скорости, преобразователь 7, двигатель 8, тахогенератор 9, фильтр 10, управляемый делитель 11, формирователь 12 трехпозиционного сигнала и датчик 13 положения.

Выход сумматора 1 связан. с входом формирователя 12, выход которого связан с вторым входом сумматора

3 и с вторым входом ключа 4, а также с вторым входом управляемого делителя ll. Выход двигателя 8 связан с входом тахогенератора 9 и датчика

13 положения. Выход тахогенератора 9 связан с входом фильтра 10, выход которого связан с первым входом управляемого делителя 11. Выход делителя

11 связан с вторым входом управляемого сумматора 5, что позволяет замкнуть традиционную обратную связь по скорости (контур, состоящий из элементов 5 — 11) . Выход датчика 13 положения связан с вторым входом сумматора 1, что позволяет замкнуть обратную связь по положению.

Устройство работает следующим образом.

В автоматическом режиме рассогласование по положению выявляет сумматор 1 и подает его на регулятор 2 положения, который формирует сигнал уставки скорости и подает его на сумматор 3. На этот же сумматор подается дополнительный сигнал с формирователя 12, выбираемый из условий интенсивного разгона — торможения двигателя при обеспечении условий апериодичности процессов. Выходной сигнал сумматора 3 поступает на ключ 4, который пропускает его на сумматор 5 без изменений. Выходной сигнал сумматора 5 поступает на регулятор 6 скорости, выход которого связан с входом статического преобразователя 7. Выход преобразователя

7 питает двигатель 8, выход которого связан с входом тахогенератора 9 и с входом датчика .13 положения.

1068889

Составитель В.Кузин Редактор A.Козориз Техред M.Тепер КорректорА,Зимокосов Заказ 11463/42 Тираж .846 - - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Поскольку выход тахогенератора 9 связан через фильтр 10 и управляемяй делитель 11 с входом сумматора 5 (отрицательная обратная связь по скорости), а выход датчика 13 положения связан с вторым входом сумматора 1 (отрицательная обратная связь по положению), то данная система функционирует как обычная двухконтурная система подчиненного регулирования. Ф

В момент» прихода вала двигателя

8 в требуемое положение срабатывает формирователь 12 трехпозиционного сигнала, что вызывает срабатывание ключа 4 и разрыв связи по положению.

Кроме того, формирователь 12 изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 11, увеличивая жесткость скоростного контура ° При этом помехи системы управления не влияют на положение вала двигателя. Дополнительно введенные элементы крайне просты в реализации, надежны в рабо те и практически не удоражают систе. м °

Изобретение позволяет повысить надежность оборудования, оснащенного

10 подобными устройствами за счет обеспечения режима торможения без дополнительных механических элементов (тормозов), имеющих ограниченный ресурс. Кроме того, обеспечивается хо15 рошая повторяемость процессов позиционирования.за счет уменьшения влияния помех на скоростной контур в точке позиционирования.