ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Управление погрузочными манипуляторами из "Погрузочные манипуляторы " По способу управления манипуляторы можно разделить на манипуляторы, управляемые непосредственно человеком-оператором копирующие с кнопочным или раздельным управлением с астатическим управлением с использованием биоэлектрического кода и манипуляторы с автоматическим управлением от автономного программного устройства или ЦВМ. [c.20] Выбор способа управления зависит от выполняемых задач, условий работы, кинематической схемы, точностных и энергетических требований, маневренности манипулятора и т. д. [c.20] Наибольшее распространение среди манипуляторов с операторным управлением получили копирующие манипуляторы и манипуляторы с кнопочным или раздельным управлением приводами. В данной главе, в основном, рассматриваются копирующие манипуляторы и манипуляторы с астатическим управлением, обладающие более высокой производительностью и точностью выполнения рабочих операций за счет совмещенного управления движением звеньев. [c.20] Второй особенностью погрузочных манипуляторов является то, что для большинства конструкций достаточным числом степеней подвижности является пять, поскольку они работают в организованном рабочем пространстве с грузами правильной формы. В случае достаточно сложных задач, когда пяти степеней подвижности оказывается недостаточным, выполнение рабочих операций может обеспечиваться за счет использования глобальной подвижности. Кроме того, необходимо отметить, что наличие траекторной маневренности заставляет оператора все время ориентировать кисть в соответствии с желаемым положением груза в пространстве. Это значительно усложняет процесс управления, так как кисть оператора находится все время в напряженном положении. Однако, когда оператор управляет только одним манипулятором, задача может быть существенно упрощена за счет разделения управления переносом рабочего органа и его ориентацией в пространстве, при этом, например, правой рукой управляет переносом рабочего органа в пространстве, а левой рукой — его ориентацией. [c.21] Основой такой системы управления является автоматическая стабилизация положения рабочего органа относительно горизонтальной плоскости. Если такая стабилизация обеспечена, то можно установить рукоятку управления ориентацией рабочего органа отдельно от управляющего механизма, и изменение ориентации рабочего органа производить только в случае необходимости. Это позволит также полностью использовать максимальную рабочую зону руки оператора, что, в свою очередь, позволит уменьшить масштаб копирования и, соответственно, повысить точность управления, а также снизить нагрузки на кисть оператора, так как она может занимать теперь произвольное, наиболее удобное, положение. [c.21] Отсюда следует, что если мы хотим обеспечить неизменное положение кисти относительно горизонтальной плоскости, то в систему управления приводом механизма качания кисти необходимо вводить корректирующий сигнал, пропорциональный сумме углов поворота плеча и предплечья. Реализация такого раздельного способа управления осуществлена в погрузочном манипуляторе, разработанном в Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности [4]. [c.22] Если угол между звеньями 4 и 5 задающего устройства постоянен, а звено 4 совершает, например, поворот по часовой стрелке на некоторый угол, то в этом случае звено 8 также повернется относительно основания, изменится сопротивление потенциометрического датчика 10, возникнет разбаланс моста и, так же как в первом случае, кисть повернется против часовой стрелки и займет прежнее положение относительно горизонтальной плоскости. Очевидно, что и при совместной работе звеньев манипулятора обеспечивается неизменное положение кисти относительно рычага 12 или относительно горизонтальной плоскости. [c.24] На рис. II.4 изображена кинематическая схема управляющего механизма, на котором установлены дополнительные звенья 3 и 4, длины которых пропорциональны длинам звеньев 1 и 2, причем соответствующие расстояния от их шарнирного крепления к звеньям и 2 т шарнира В равны их длине. Угол поворота звена 4 относительно звена 1 равен 2Аа, а угол поворота звена 4 относительно звена 2 равен 2Ас. [c.26] Рассмотрим пример реализации манипулятора, задающее устройство которого имеет базовую кинематическую схему с зеркальным отображением базовой кинематической схемы исполнительного механизма (рис. II.5). Манипулятор содержит шарнирно-сочлененную стрелу, состоящую из плеча 1, предплечья 2 и кисти 3. [c.26] В более общем случае синхронное движение центров шарнирных соединений звеньев 2, 3 и 5, 6 соответственно обеспечивается за счет совместной работы всех угловых датчиков перемещений. Аналогично за счет совместной работы датчиков угловых перемещений 11, 12 ц. 15 осуществляется синхронное движение кисти и звена 6, имитирующего его движение. [c.28] В случае монтажного манипулятора переход манипулятора к структуре, когда звенья / и 2 параллельны соответствующим звеньям 4 к 5, осуществляется замыканием переключателей 26, которые шунтируют дополнительные датчики и 11, и переключением переключателя 28. При шунтировании датчиков 10 м 11 в измерительных мостах схем управления приводами плеча и предплечья возникают управляющие сигналы, которые через соответствующие усилители подаются на распределительные золотники, управляющие работой соответствующих гидромоторов. Аналогично при переключении переключателя 28 в системе управления приводом звена 2 возникает управляющий сигнал, и стрела начинает поворачиваться относительно звена 1. Управляющие сигналы, поступающие на распределительные золотники, уменьшаются до нуля тогда, когда звенья 7 и 2 располагаются параллельно звеньям 4 я 5. Далее манипулятор управляется обычным способом. [c.28] Применение такой системы управления повышает функциональные возможности манипулятора. Возможно использование описанного манипулятора в тех случаях, когда рабочие операции требуется выполнять с двух различных сторон объекта. Еще одним возможным применением рассмотренных управляющих механизмов является их использование в манипуляторах, предназначенных для обучения операторов, так как в таких манипуляторах обеспечивается только подобное движение кисти с рабочим органом и соответствующего имитирующего звена на управляющем механизме при несовпадающих законах движения остальных звеньев, что заставляет оператора концентрировать свое внимание на выработке алгоритмов движения кисти в соответствии с желаемым законом движения рабочего органа. [c.29] Манипуляторы, снабженные телескопической вставкой, обладают одной степенью маневренности в базовой плоскости, т. е. одному положению захвата может соответствовать множество различных положений звеньев и выдвижной секции. Как правило, в этом случае применяют раздельное управление, что ведет к снижению производительности манипулятора. Возможно также применение схемы управления, обеспечивающей попеременную работу различных сочетаний звеньев манипулятора, что также снижает производительность и усложняет конструкцию манипулятора. С другой стороны, неопределенность движений звеньев при наличии одной степени маневренности в погрузочных манипуляторах не создает дополнительных трудностей и возможно управление от управляющего механизма, если при работе во всех точках обслуживаемой зоны мы гарантируем непопадание элементов конструкции манипулятора в штабель. [c.29] IV дана методика проверки непопадания элементов конструкции манипулятора с выдвижной секцией на предплечье в штабель и выбора таких размеров его стрел, которые обеспечивают невозможность такого попадания. Если требование непопадания элементов конструкции в штабель выполняется, то возможно совмещенное управление от задающего устройства. При этом принимается, что телескопическая вставка работает только тогда, когда угол между плечом и предплечьем достигает максимального значения или плечо занимает крайнее нижнее положение. Управляющий механизм проектируется так, что усилие, требуемое для выдвижения его телескопического звена, было больше усилия, требуемого для разворота ее первого и второго звеньев. [c.29] Вернуться к основной статье