Способ позиционирования подвижного исполнительного органа

 

ОПИСАНИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1») 992126 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.01.81 (21) 3240179/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл

В 23 В 25/06

Гееудеретеенный кемнтет

Опубликовано 30.01 83. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 05.02.83 не денем нзееретеннй н еткрмтнй (53) УДК 621.91 (088.8) Х

«««, С. Н. Сысоев и 1О. 11(. Черкасов," -„, ; / (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель, (54) СПОСОБ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО

ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА

Изобретение относится к станкостроению, в частности к роботостроению, и может быть использовано для позиционирования подвижных исполнительных органов промышленных роботов, манипуляторов, автооператоров, станков. 5!

Известны способы позиционирования подвижных исполнительных органов, в которых торможение приводного механизма при подходе исполнительного органа к упору осуществляется по определенному закону так, чтобы исполнительный орган имел апериодический закон торможения и успел затормозиться до скорости безударного выхода его на упор в точке позиционирования (1). 15

Это достигается путем применения различных тормозных демпфирующих устройств.

Причем величина максимального ускорения торможения приводного механизма ограничена тем, что исполнительный орган должен выйти на жесткий упор на скорости ниже безударной скорости. Все это не позволяет повысить быстродействие данных механизмов.

Известен также способ позиционирования при колебательном виде движения исполнительного органа (2).

Однако позиционирование производится в момент, когда колебательное движение настолько затухает, что скорость движения исполнительного органа составляет 2 см/с.

Недостатком данного способа является большая потеря времени при позиционировании.

Цель изобретения — повышение быстродействия я.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу позиционирования подвижного исполнительного органа на жесткий упор, включающему перемещение исполнительного органа к точке позиционирования приводным механизмом, торможение им исполнительного органа при подходе последнего к точке позиционирования по колебательному закону, выдвижение в точку позиционирования жесткого упора и фиксацию на него исполнительного органа, операцию торможения осуществляют таким образом, что положение статического равновесия исполнительного органа смещено от точки позиционирования. Величина смещения равна

992126

10 наименьшему из максимальных отклонений исполнительного органа от положения статического равновесия. Затем определяют мгновенную скорость исполнительного органа при выходе его в точку позиционирования, сравнивают со скоростью безударной фиксации исполнительного органа на жесткий упор и если она равна или меньше этой скорости, производят выдвижение жесткого упора и фиксацию на него исполнительного органа.

Операцию торможения приводного механизма осуществляют с более жесткими режимами (большим ускорением), чем это допустимо в известном способе позиционирования для одного и того же устройства.

Основным ограничением в этом случае на режим торможения является ограничение по прочностным характеристикам устройства, которые позволяют применять значительно большие ускорения торможения.

Кроме того для достижения безударного позиционирования исполнительного органа на жесткий упор при данных ускорениях торможения остановку приводного механизма настраивают так, чтобы положение статического равновесия исполнительного органа было смещено относительно точки позиционирования. Смещение производится либо дальше, либо ближе точки позиционирования от начала движения исполнительного органа в зависимости от направления дальнейшего движения исполнительного органа к следующей точке позиционирования.

На фиг. 1 показан механизм автоматической смены инструментов; на фиг. 2 и 3— графики перемещения и скорости; на фиг. 4 и 5 — графики движения для известного способа.

Механизм автоматической смены инструментов содержит исполнительный орган 1, который перемещают к точке 2 позиционирования приводным механизмом 3. При подходе исполнительного органа 1 к точке

2 позиционирования, тормозят приводным механизмом 3 исполнительный орган с ускорением, соответствующим колебательному переходному процессу исполнительного органа 1.

Исполнительный орган 1 начинает совершать колебания относительно положения 4 его статического равновесия, которое задают смещенным от точки 2 позиционирования. Определяют мгновенную скорость исполнительного органа 1 при его выходе в точку 2 позиционирования и сравнивают со скоростью безударной фиксации исполнительного органа 1 на жесткий упор 5 и, если она равна или меньше этой скорости, производят выдвижение жесткого упора 5 и фиксацию на него исполнительного органа 1.

Способ позиционирования характеризуется графиками движения исполни. гель15

55 ного органа (фиг. 2 и 3), положение статического равновесия исполнительного органа расположено дальше точки позиционирования от начала движения исполнительного органа. На фиг. 4 и 5 даны для сравнения графики движения исполнительного органа при использовании известного способа позиционирования. Эти графики показывают качественное отличие предлагаемого способа позиционирования от известного.

Предлагаемый способ позиционирования, повышает быстродействие при фиксации на первом колебании подвижного исполнительного органа на жесткий упор. Поэтому его целесообразно применять в тех механизмах, в которых изменение параметра вызывает изменение скорости исполнительного органа в точке позиционирования от нуля до безударной скорости. В остальных случаях быстродействие механизма при применении предлагаемого способа можно оценить лишь расчетным или экспериментальным путем для каждого конкретного механизма, так как если скорость исполнительного органа в точке позиционирования будет больше скорости безударной фиксации, то исполнительный орган не будет фиксироваться и будет сделано еще одно или несколько колеба ний. Это может произойти, например, при непредвиденных изменениях параметров механизма. Операция определения скорости выхода исполнительного ,органа в точке позиционирования обеспечивает в данном случае высокую надежность безударной фиксации и устраняет возможность поломки механизма.

Величина смещения положения статического равновесия относительно точки позиционирования выбирается равной максимальному отклонению исполнительного органа от его положения статического равновесия. (Это для механизмов с неизменными параметрами, т. е. с постоянной величиной максимального отклонения исполнительного органа относительно положения его статического равновесия). При изменении параметров механизма, например массы исполнительного органа, максимальная величина отклонения исполнительного органа от его положения статического равновесия изменяется. В этом случае момент начала торможения и ускорения торможения задают такими, чтобы положение статического равновесия было смещено относительно точки позиционирования на величину, равную наименьшему из максимальных отклонений исполнительного органа от положения статического равновесия.

Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить время переходного процесса механизма при его позиционировании на 70О/q и обеспечивает безударную фиксацию исполнительного органа на жесткий упор.

992126

Формула изобретения

Способ позиционирования подвижного исполнительного органа, заключающийся в его перемещении в направлении к точке позиционирования, последующем торможении при подходе к точке позиционирования с ускорением, приводящим к колебаниям исполнительного органа, и остановке его на выдвижной упор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, момент начала торможения и ускорение 10 торможения исполнительного органа выбирают таким образом, что положение его статического равновесия смещено относительно точки позиционирования на величину, равную наименьшему из максимально воз15

6 можных отклонений исполнительного органа от этого положения к точке позиционирования, причем в ней контролируют скорость исполнительного органа и упор выдвигают при ее уменьшении до скорости безударной фиксации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Расчет и выбор приводов механизмов автоматической смены инструмента. Методические рекомендации. М., ЭНИМС, 1978, с. 23 — 36.

2. Корниенко А. А. и Левина 3. М. Совершенствование механизмов автоматической смены инструментов на основе исследования их динамики. «Станки и инструмент», 1979, № 3, с. 13 — 16, р. 5.

992126

Составитель В. Влодавский

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Заказ 196/9 Тираж 1!04 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ1 «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4