Способ следящего управления приводами измерительных роботов
СПОСОБ СЛЕДЯЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РОБОТОВ, заключающийся в том,, что чувствительно му элементу задают направление и скорость обхода контура (по касатель ной к контуру) при заданном эквидистантном удалении, периодически с заданной частотой измеряют в текущей точке координаты чувствительного элемента, направление нормали к кон туру и отклонение эквидистантного удаления (рассогласование), определяют значение Vj составляющей скорости , направленной по нормали к кон туру и корректирующей величину эквиТЕНИЯ дистантного удаления, после чего изменяют величину координатных скороетей в соответствии с найденной поправкой , отличающийся тем, что, с целью повышения точности обхода контура, дополнительно измеряют в каждом цикле измерения координаты хотя бы одной впереди лежащей точки,, контура и на основании данных о координатах точек, измеренных в текущем и предыдущем циклах измерения, определяет дополнительную корректирующую скорость по нормали как VNAOH- KOP где Лцор - расстояние по нормали между точкой с координатами X + Vjj/(JO,Y+VY/W и эквидистантной к гладкий непрерывной линии, проведенной через п точек контура, полученных в текущем и предыдущем циклах измерения; Vy ,VY - значения координатных скоростей без учета корректирующей поправки У(доп W - частота циклов измерения; Xi|Y- текущие координаты чувствительного элемента.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (д) С 01 В 5/20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 2910200/25-28 (22) 11.04.80 (46) 30.04.84. Бюл. Р 16 (72) В.Н. Евстигнеев, А.Ш. Колискор и М.Б. Модестов (71) Институт машиноведения им. А.А. Благонравова (53) 531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 328330, кл. С 01 В 7/28, 1964.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2582842/25-28, кл. С 01 В 5/20, 1978. (54)(57) СПОСОБ СЛЕДЯЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ
ПРИВОДИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РОБОТОВ, заключающийся в том, что чувствительному элементу задают направление и скорость обхода контура (по касательной к контуру) при заданном эквидистантном удалении, периодически с заданной частотой измеряют в текущей точке координаты чувствительного элемента, направление нормапи к контуру и отклонение эквидистантного удаления (рассогласование), определяют значение Ч< составляющей скорости, направленной по нормали к контуру и корректирующей величину экви„„SU„„1089390 А дистантного удаления, после чего изменяют величину координатных скоростей в соответствии с найденной поправкой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обхода контура, дополнительно измеряют в каждом цикле измерения координаты хотя бы одной впереди лежащей точки„ контура и на основании данных о координатах точек, измеренных в текущем и предыдущем циклах измерения, определяЬт дополнительную корректирующую скорость по нормали Чй .как Чмдоп = кор о где й„ вЂ” расстояние по нормали между точкой с координатами
ХФЧ /03 (+Vó/Q) и эквидис» тантной к гладкбй непрерывной линии, проведенной через П точек контура, полученных в текущем и предыдущем циклах измерения;
Yy Y — значения координатных скоростей без учета корректиРующей поправки Ч *оп
М вЂ” частота циклов измерения;
Х 1089 1 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам управления приводами измерительных ! роботов, работающих в режиме следящего управления. Известны способы следящего управления приводами измерительных роботов, заключающиеся в том, что чувствительному элементу задают направление и скорость перемещения по одной из 1О координат (ведущей), измеряют координаты чувствительного элемента и вели-. чину отклонения (рассогласования) по второй (ведомой) координате, и задают приводу Ведомои координаты скорость пропорциональную величине рассогласования t 1). Способ прост в реализации, но использование приводов с низкой добротностью приводит к значительным ошибкам вследствие большой величины рассогласования и неустойчивости движения при изломах контролируемого контура. Обход замкнутого контура в декартовых координатах или контура с поднутрением в полярных координатах без дополнительной информации невозможен. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности следящего управления приводами измерительных роботов, заключающийся в том, что чувствительному элементу задают направление и скорость обхода контура (по касательной к контуру) при заданном эквидистантном удалении, периодически с заданной частотой измеряют в текущей точке координаты чувствительного элемента, направление нормали к контуру и отклонение эквидистант ного удаления, определяют значение 4О Ч составляющей скорости, направленной по нормали к контуру и корректирующей величину эквидистантного уда- . ления, после чего изменяют значения скоростей в соответствии с найденной поправкой, которую принимают пропорциональной отклонению эквидистантного удаления (2 3. Однако способ характеризуется недостаточной точностью, являющейся следствием низкой добротности привода, и неустойчивостью движения при изломах контролируемого контура. Цель изобретения - повышение точности обхода контура. Поставленная цель достигается согласно способу следящего управления приводами измерительных роботов, 390 2 заключающемуся в том, что чувствительному элементу задают направление и скорость обхода контура (по .касательной к контуру) при заданном эквидистантном удалении, периодически с заданной частотой измеряют в текущей точке координаты чувствительного элемента, направление нормали к контуру и отклонение эквидистантного удаления (рассогласова ние), определяют значение Чы составляющей скорости, направленной но нормали к контуру и корректирующей величину эквидистантного удаления, после чего изменяют величину координатных скоростей в соответствии с найденной поправкой, дополнительно измеряют в каждом цикле измерения координаты хотя бы одной впереди лежащей точки контура и на основании данных о координатах точек, измеренных в текущем и предыдущем циклах измерения, определяют дополнительную корректирующую скорость по нормали Ч1 1„, к ак Ч„„о„- 1 „„ где Лало - расстояние по нормали между точкой с координатами X+U jw; V+V /со и эквидистантной к гладкой непрерывной линии, проведенной через. и точек кон« тура, полученных в текущем и предыдущем циклах измерения; V,Ч, — значения координатных скоростей без корректирующей попРавки У 1 п, Ф - частота циклов измерения; X, Y - текущие координаты чувствительного элемента. На фиг I представлена схема чувствительного элемента, реализующего способ; на фиг.2 - схема, поясняющая способ. Чувствительный элемент может быть выполнен в виде датчика 1 линейных перемещений контактного или бесконтактного типа, непрерывно вращающегося (или качающегося) в плоскости измерения вокруг оси Р1 с частотой М. угловое положение вращающегося датчика измеряется с помощью датчика 2 угловых перемещений. Во время взаимодействия чувствительного элемента с объектом измерения происходит измерение угла и модуля вектора текущего расстояния от оси вращения F до профиля объекта измерения. 10893 Экстремальные показания датчика линейных перемещений достигаются при минимальном расстоянии от оси вращения до профиля. Чувствительный элемент может изме- 5 рять координаты точек профиля, расположенных на нормали к профилю, проходящей через ось вращения чувствительного элемента, а также других точек, расположенных под заданным углом к упомянутой нормали. Вариантом технического решения является измерение угла между нормалью и направлением на точку, удаленную от оси вращения чувствительного эле- 1 мента на заданное расстояние. На фиг. I показаны типичные участки профилей, которые могут быть измерены в режиме следящего управле ния. При движении вдоль прямолинейного участка или участка с малой кривизной скорость М будет направлена параллельно касательной к профилю 1» 2 3 При обходе углов, например наружных, кратчайшее расстояние от центра чувствительного элемента до контура будет измеряться по отрезку, проходящему через вершину угла (точки F<, F и ), а скорость Ч будет направлена по касательной к дуге окруж ности с центром в точке А . Способ следящего управления приводами измерительного робота реализуется следующим образом. Чувствительному элементу измерительного робота, приводы. которого работают в координатной системе ХОУ (фиг.2), задают направление и скорость Y обхода контура эквидистантным удалением 0 A„ 9,» определяемую, например, из дойустимого максимального значения одной из координатных скоростей. Измерение текущих коорди- 4> нат чувствительного элемента выполняют .с частотой Ж . При взаимодействии чувствительно- го элемента с текущей точкой А( контура определяют координаты Х и У 5 ". точки F являющейся центром чувствительного элемента, направление ЕЙ., нормали к контуру и отклонение h@ величины эквидистантного удаления (рассогласование). На основании этих данных с помощью ЭВИ вычисляют коор55 4 динаты Х и У текущей точки А„ контура и величину ноправки Нм скорости, компенсирующей величину о рассогласования. Кроме того, в этом же цикле измерения измеряют расстояние и угол o(до впереди лежащей точки В„ профиля и на основании этих данйых определяют координаты точки В„. Точку В обычно выбирают несколько впереди ожидаемой точки А, подлежащей измерению в следующем цикле измерения. На основании данных о координатах точек А и В и измерен1 1 ной в предыдущем цикле измерения точки В прогнозируют положение точки А подлежащей измерению в сле2» дующем цикле измерения. Для этого вычисляют координаты центра кривизны Е гладкой непрерывной линии, проведенной через упомянутые точки (для трех точек-окружности) и значение R Радиуса кривизны. Одновременно прогнозируют положение точки F в которую должен придти центр чувствительного элемента без учета дополнительной поправки. Координаты точки "-2 принимают равными Yg Vy + — .v = Y. +— 2 1 цу» -2 1 Щ ° где Ч и М - координатные составляющие скорости чувствительного элемента, определяемые заданной скоростью обхода контура и поправкой Ч 0 корректирующей рассогласование. Положение прогноэируемой точки А принимают на пересечении упомянутой аппроксимирующей окружности и прямой Е Е2 ° На основании полученных данных вычисляют дополнительную скоростную поправку%, о,», которую принимают Равнс" м*оп кор где Ll„Е "8- Я (прогноэируемая ошибка эквидистантного удаления). Приводам задают физические скорости V и V, являющиеся проекциями суммарнЬй скорости g - на оси координат. Применение предлагаемого способа следящего управления приводами измерительных роботов значительно уменьшает величину рассогласования даже при низких добротностях привода и позволяет обходить практически любые контуры, в том числе имеющие изломы. 1089390 Составитель В. Романов Редактор С. Юско Техред В.Далекорей КорректорА. Ференц Ю Ю «1 Заказ 2917/Зб Тирах 587 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
