Коэффициент механизмов позиционирования

Исследуются влияния параметров механизма позиционирования руки робота на коэффициент его работоспособности. Указаны параметры, наиболее сильно влияющие на этот коэффициент, и даются рекомендации по их выбору. Показано, что оптимальным выбором параметров можно улучшить коэффициент работоспособности робота. [c.172]

Исследования, необходимые для определения эмпирических коэффициентов в формулах (3) — (5) и для изучения динамических процессов, определяющих те или иные ограничения быстроходности у различных механизмов позиционирования (габаритные ограничения, ограничения по мощности, весу и т. п.), проводили в несколько этапов. [c.7]

Коэффициент йш в формуле (4) существенно зависит от места расположения механизма позиционирования манипулятора. Для механизма поворота руки относительно вертикальной оси он близок к коэффициентам для поворотных устройств машин-автоматов. Для механизмов поворота схвата, а также кисти, плеча и предплечья (в вертикальной плоскости) коэффициент существенно меньше из-за весовых и габаритных ограничений, накладываемых на привод этих механизмов. [c.14]

Исследования, необходимые для определения эмпирических коэффициентов в формулах (54)—(56) и изучения динамических процессов, определяющих те или иные ограничения быстроходности у различных механизмов позиционирования (габаритные ограничения, ограничения по мощности, весу и т. п.), проводились в несколько этапов. Вначале изучались и систематизировались паспортные данные и результаты хронометрирования, расчета и экспериментального исследования транспортных устройств. Определялись ориентировочные величины /г и т. Проводились стендовые исследования механизмов с различным типом привода в широком диапазоне изменения параметров и изучалось влияние увеличения быстроходности на точность позиционирования и величину динамических нагрузок (гл. 4). С помощью математических моделей изучались причины, вызывающие ограничения быстроходности при увеличении веса и момента инерции ведомых масс и повышении требований к точности позиционирования (гл. 5). Методика расчета проверялась применительно к механизмам позиционирования манипуляторов и промышленных роботов, отличающихся рядом специфических особенностей (гл. 6). [c.45]

Результаты исследований основных типов механизмов фиксации (рис. 20) [30] представлены в табл. 29 и 30. Особенностью предложенного подхода являлось совместное изучение механизмов позиционирования и фиксации, исследование динамических и статических характеристик, учет пространственных перемещений фиксируемого звена [44, 45, 60, 70, 73], сравнение механизмов по большому числу параметров, из числа которых особо были выделены коэффициент быстроходности К и точность фиксации бф. Данные о них приведены также в ряде таблиц гл. 2, 4—6. В табл. 30 пред- [c.80]

Для многих механизмов наибольшее значение имеют кинематические и динамические критерии. Соотношение времени движения и выстоя определяет величину коэффициента времени движения. Может быть использован также коэффициент времени выстоя Т1в = 4/7 ц, где Тц — время цикла. От величины этих коэффициентов, как известно, зависит возможность применения исследуемого механизма в автомате с заданной системой управления, а в ряде случаев и производительность машины. Принимается, что быстродействие характеризуется временем, в течение которого осуществляется заданное перемещение или операция (например, зажим узла). Быстроходность обычно оценивается по средней или максимальной (если для выполнения технологической операции важна кинетическая энергия выходных звеньев) скорости выходного звена, реже — по средней скорости ведущего звена механизма. Однако для механизмов позиционирования ее удобнее определять с помощью коэффициента быстроходности К или Ко (гл. 3) Для сравнения быстроходности механизмов позиционирования, работающих в различных условиях, используется зависимость К или Kl от пути и погрешности позиционирования. [c.89]

Точность воспроизведения заданного закона движения имеет значение не только для обеспечения заданной траектории выходного звена, но и для выявления отклонения соответствия скоростей и ускорений выходных звеньев от расчетных. Она оценивается с помощью коэффициентов заполнения, асимметрии, разгона, торможения, неравномерности, динамичности и др. Для механизмов позиционирования наибольшее значение имеет точность отработки координат (конечных положений), определяемая измерением или расчетом погрешностей позиционирования. Для расчета случайной составляющей в ряде случаев используется запись усилий фиксации Рф. Под нагрузочной способностью понимается возможность приложения в заданном диапазоне скоростей определенных внешних усилий к выходному звену механизма без поломки и чрезмерного износа механизма в межремонтный период и при обеспечении заданной точности. Для транспортных устройств этот критерий определяет допустимую грузоподъемность в заданном диапазоне скоростей движений при заданной погрешности позиционирования. [c.93]

Критерии качества используются при выборе основных параметров стендов (гл. 4). В частности, при исследовании механизмов позиционирования наиболее часто используются коэффициенты времени выстоя и быстроходности. У поворотных столов с помощью оэффициента Ко определяется диапазон изменения скорости о ведущего звена механизма, назначаются ограничения, накладываемые на грузоподъемность прочностью звеньев механизма поворота я мощностью привода в заданном диапазоне изменения числа оборотов По. [c.95]

По = 24,8 об/мин и J = 3,5 кгс -м -с величина К превысила допустимые значения, что привело к поломке механизма. Однако достаточная прочность при такой быстроходности может быть обеспечена при увеличении диаметра цевки до da, = 30 мм (табл. 33). Согласно данным кинетостатического расчета (гл. 3), такое увеличение da, тем более требуется при 2к 5. Если воспользоваться данными рис. 5, то можно установить, что допустимым К для d = = 20 мм (табл. 33) соответствует низкая точность позиционирования 50—1000". Поэтому во многих случаях ограничение величин К определяется необходимостью обеспечить более высокую точность и реже — прочность звеньев механизма. Наконец, если воспользоваться формулой 3 (гл. 4), то, подставив величины коэффициентов динамичности Кц, из табл. 28, можно определить величины Кг допустимые по мощности электродвигателя. Так как наибольшие величины Кц, для исследованных мальтийских механизмов укладываются в пределы, характерные для кулачково-цевочных механизмов, то можно воспользоваться данными табл. 3. При = 1,0— 2,8 кВт (характерных для поворотных столов ЗИЛ) К = 0,95— 1,6, т. е. ограничения по мощности электродвигателя в данном случае более существенны, чем по прочности. Этим величинам К для Zk = 5 соответствует точность бф = 7—60", для zt = Ь бф = = 12—100" (рис. 25), что несколько превышает допустимые пределы. Поэтому ограничения быстроходности по точности позиционирования в данном случае являются основными. Все величины К, рассчитанные с учетом различных ограничений, укладываются в пределы, характерные для поворотных столов автоматов, что объясняется разнообразием условий применения поворотных устройств, при которых существенны то одни, то другие ограничения, определяющие допустимую быстроходность механизма позиционирования. [c.96]

В тех случаях, когда известна точность позиционирования, достижимая быстроходность механизмов позиционирования оценивается по величинам коэффициентов На величину оказывает влияние ряд не учтенных в структуре формулы (2.3.10) факторов, поэтому нормы на них целесообразно назначать дифференцированно. [c.179]

Рассмотрим методику определения коэффициентов, необходимых для расчета средней скорости, на примере механизмов углового позиционирования. [c.7]

Представляло наибольший интерес установление связи между показателями быстроходности и динамическими нагрузками на механизм. Из ряда попыток оказалось удачной одна — установление связи между коэффициентами быстроходности и динамичности с учетом повторяемости позиционирования 8. . [c.45]

Так же как это было сделано выше для механизмов углового позиционирования, для механизмов линейного позиционирования структура эмпирических формул уточнялась путем построения зависимостей между отдельными показателями и параметрами. На рис. 5.2 приведена зависимость коэффициента динамичности дл от длины хода L, построенная по данным математического моделирования, которая подтверждает целесообразность перехода к безразмерному виду Кбд = Из-за недостаточности экспериментальных данных (механизмы линейного позиционирования изучены хуже, чем механизмы углового позиционирования) и большого разнообразия конструкций роботов структура зависимостей и степени в ряде других формул 4-го и 5-го уровней нуждаются в уточнении (поэтому они не приведены в табл. 5.1). При девяти исходных зависимостях (vo(t) и о ( ) не определяются вместе для одной конструкции, но часто вместо Лр (t) записываются два давления) таблица содержит 18 единичных показателей и 25 комплексных, т. е. почти в 5 раз больше, чем исходных. При этом были опущены многие второстепенные показатели. Если записать при эксперименте только три первые исходные зависимости (рис. 5.1), то можно определить 8 единичных показателей и 17 комплексных, среди них много наиболее важных. К 4-му уровню табл. 5.2 относится показатель К] , отражающий связь Kq с требуемой мощностью. Всего в табл. 5.2 содержится 9 исходных зависимостей, 18 производных единичных и 28 комплексных. В ней число производных показателей примерно в пять раз больше, чем исходных. [c.71]

Рассмотрим методику определения коэффициентов, необходимых для расчета средней скорости, на примере механизмов углового позиционирования. Запишем формулу (56) в виде [c.45]

По точности механизмы углового позиционирования разделены на три группы (табл. 19) с повышенной, нормальной (средней) и низкой точностью. По быстроходности более дифференцированно они делятся на пять групп. Средняя быстроходность характеризуется коэффициентами /С = 1 2, которые встречаются у механизмов различной точности. Оценка быстроходности лишь по величине коэффициента К. удобна в тех случаях, когда не известна действительная точность фиксации. В табл. 19, построенной поданным рис. 25 для отдельных зон, приведены характерные числа позиций 2q. По данным таблицы можно грубо оценить достижимую точность. При этом если точно не известны потери времени = /в + + рев + ф. возникающие при фиксации (см. формулу (53)), то при расчете К их оценивают с помощью коэффициента [c.50]

Следующим этапом обработки экспериментальных данных являлось отыскание эмпирических зависимостей между полученными коэффициентами и отдельными параметрами. Особое внимание было обращено на коэффициент /Сд, так как он достаточно универсален и пригоден для сравнения нагрузок на механизмы поворота с вращательным движением ведущего звена. Величина этого коэффициента зависит от коэффициента Ко и требований к точности позиционирования. Кроме типа и конструкции применяемого механизма на него существенное влияние [c.75]

Рис. 2.3.10. Зависимость безразмерного коэффициента динамичности K jj от коэффициента быстроходности Ало Для механизмов линейного позиционирования многошпиндельных автоматов

Повышение требований к кинематической точности и к точности позиционирования вызывает необходимость совершенствования такого элемента кинематической цепи механизма подач, как передача винт — гайка. Этот механизм в обычном исполнении имеет следующие недостатки зазор между винтом и гайкой и высокий коэффициент трения. Эти недостатки могут быть устранены, если исключается непосредственный контакт между витками резьбы винта и гайки. В гидростатической гайке (рис. 90) масло под давлением от насоса подается в зазор между винтом и гайкой. [c.92]

Описанная микропроцессорная система управления использована для организации четырех движений робота поступательных по осям л и Z и вращательных вокруг этих же осей 0 и Движение 0 осуществляется с помощью серводвигателя постоянного тока, так как для этого не требуется большой крутящий момент. Для движения вокруг оси 0г необходимо увеличивать момент кручения, поэтому используется редуктор понижающего типа с серводвигателем постоянного тока. Для обеспечения движения по х и z используется механизм винт—гайка, соединенный с серводвигателями постоянного тока. Захват открывается и закрывается пневматически. Фотоэлектрический датчик угол—код, непосредственно соединенный с двигателем, определяет положение осей. Он компактен, надежен и согласуется с цифровыми логическими схемами микропроцессора. Датчики положения л , z и 0 одинаковые, вырабатывают 1000 импульсов за оборот, а датчик 0 — 100 импульсов за один оборот. Для повышения разрешающей способности этого датчика проводится электронное интерполирование с коэффициентом дробления шага, равным V4. Это позволяет обеспечить позиционирование с погрешностью не более 0,6 мкм по осям х и z. Угловая погрешность 0z составляет 10", что вполне соизмеримо с линейной погрешностью для осей X, Z. Такие малые погрешности позволяют выполнять сложные и точные работы. [c.127]

Малый коэффициент трения в широком диапазоне скоростей перемещаемых механизмов. Например, при окружной скорости около 0,2 м/с коэффициент трения гидростатического подшипника примерно на два порядка ниже, чем у подшипников качения. При скорости, равной нулю, трение в опоре отсутствует и движение начинается равномерно без скачков. Благодаря линейной зависимости силы трения от скорости перемещения обеспечиваются оптимальные условия для позиционирования узлов станков с ЧПУ. [c.6]

Структурная схема моделируемой системы представлена на рис. 1. На основании проведенных экспериментальных исследований [3] механизм позиционирования руки робота представлен в виде трехмассовой системы с упругими и демпфирующими свойствами. Движение руки описывалось при помощи уравнений Лагранжа. Система охвачена отрицательной обратной связью по положению, где — коэффициент обратной связи — задаваемое положение руки / — ток двухкаскадного электро-гидравлического преобразователя типа сопло—заслонка—золотник с упругой обратной связью (сервоклапан) q — расход масла, поступающего в цилиндр i — передаточное отношение механизма, преобразующего поступательное движение поршня гидроцилиндра во вращательное движение руки робота F —- приведенная сила трения. Амплитудно-частотные характеристики сервоклапанов, используемых л данной конструкции робота, показали, что они [c.67]

Коэффициенты в этих формулах следует определять дифференцированно для различных условий работы механизмов позиционирования. Например, при консольном закреплении детали весом Сдет У автоматического манипулятора коэффициент I в формуле (3) зависит от L. При L< 0,8 м можно принять I = i, к = 0,25, п = /з, Яд = 2 (при G Сдет). При больших L I <Л- [c.14]

Быстродействие механизмов позиционирования определяется затратами времени на разгон fp, торможение г,, фиксацию (или затухание уровня колебаний при позиционировании) Z p, максимальной (o, ax и средней соср скоростью позиционирования. Закон характеризуется коэффициентом заполнения тахо-граммы [c.177]

При определении качества механизмов используются квалиметрические табл. 2.3.2 и графики (рис. 2,3.7, а-е), отражающие зависимость выбранных простых и комплексных показателей друг от друга. На графиках выделяются зоны наиболее распространенных значений и показаны ограничения по требованиям обеспечения надежности, накладываемые на выбираемые параметры быстроходности (K/Ks, а /а ъ), где. ЙГб и й б - базовые значения параметров и производные параметры динамичности Ад, комплексные параметры /1кд/ кдБ и /1д/ дБ, характеризующие безотказность и долговечность механизма. В табл. 2.3.2 для механизмов позиционирования приведены только наиболее важные показатели, разбитые на четыре уровня. Показатели каждого последующего уровня рассчитываются с помощью показателей предьщущего уровня. При оценке качества все показатели с помощью базовых значений коэффициентов приводятся к безразмерному виду (табл. 2.3.1 и 2.3.2). ( > Они используются также при определении вибрационных показателей.) [c.177]

Сначала проведено экспериментальное изучение основных характеристик и показателей работы робота, выделены змеханизмы, имеющие худшие характеристики (в нашем случае — механизм поворота руки робота), определены данные для составления математической модели [1, 2]. Затем разрабатывалась математическая модель механизма поворота руки и проводилась идентификация этой модели но результатам экспериментальных исследований [3]. При изучении математической модели ставилась задача определить влияние параметров механизма и системы управления на качество работы робота, которое оценивалось по коэффициенту Ка, зависящему от точности работы п быстродействия робота. Эти параметры тесно связаны между собой. Точность позиционирования нельзя определять после полного успокоения колебаний руки, так как в этом случае параметри, характеризующие быстродействие робота, будут сильно зацяжопы, а, следовательно, производительность данного технологического оборудования снизится. [c.55]

При исследовании влияния параметров механизма поворота руки па точность позициопирования задавалось паспортное значение погрешности позиционирования и оценивалось время, по истечении которого колебания захвата руки не превышали этой величины. Оценивалось влияние следующих параметров коэффициента усиления цепи обратной связи коэффициентов вязкого сопротивления, жесткостей механической системы, параметров и характеристик сервоклапана, модуля упругости жидкости при объемном сжатии, силы трения и т. д. Для оценки работоспособного состояния робота введен коэффициент Яд [c.56]

Диагностический анализ включает в себя квалиметрическую обработку результатов экспериментов и моделирования и исследование дефектов механизма. В данной работе рассматриваются устройства, для которых удобно применять следующие показатели качества (ПК) [11 угловая погрешность позиционирования V коэффициенты быстроходности = = [c.99]

Величины Z и отнесены к третьему уровню табл. 3.2. Анализ графика (рис. 3.2) показывает, что наблюдается довольно большой диапазон изменения величин К. Поэтому для объективного сравнения автоматов, отличающихся по конструкции механизмов поворота и фиксаций, необходимо было выяснить, от каких дополнительных факторов зависят величины коэффициентов быстроходности. Анализ законов движения показал, что при малых углах поворота происходит вырождение этих законов, так как заданная максимальная скорость поворота не достигается. Участки разгона и торможения уменьшают плотность заполнения тахограмм, характеризуемую коэффициентами или 7 (табл. 3.1). На рис. 3.3 представлено изменение со при трапециевидном законе движения и четырех различных углах г з (время разгона и торможения принималось неизменным). На рис. 3.4 показано изменение сОср, в зависимости от ij3 для поворотных устройств с различными законами двин<ения (см. рис. 1.2). Обработка зависимостей, экспериментально определенных для ряда других поворотных и поворотно-фиксирующих механизмов, позволила установить, что для многих устройств приближенно К = f ( А ф). При малых и очень больших углах поворота эту зависимость необходимо уточнять. Построение данных в координатной сетке К — показало (рис. 3.5), что зависимость быстроходности от повторяемости позиционирования гораздо слабее, чем от угла поворота гр = 2nlz . [c.43]

Как показали результаты экспериментального исследования и расчета, для роботов с позиционной системой управления большое влияние на качество их работы оказывает выбор коэффициента усиления цепи обратной связи ЛГос характеризующий закон торможения руки робота. Чем больше этот коэффициент, тем более резко происходит торможение и соответственно выше динамические нагрузки на звенья механизмов. Чрезмерно большие значения ifo могут привести к тому, что давление в сливной полости гидроцилиндра станет ниже атмосферного, это вызовет засасывание воздуха в гидросистему [22]. Лучшие результаты по точностным и динамическим характеристикам достигаются при таком значении К о, когда колебания захвата успокаиваются до подхода руки к точке позиционирования. На рис. 6.7 показан характер подхода руки робота к точке позиционирования при различных величинах К с 1—5). [c.92]

Трудность отладки механизма определялась также конструктивным недостатком стенда. Выходной вал механизма был сделан излишне длинным (разнесены делительный диск и планшайба). Поэтому после фиксации диска планшайба совершала длительные крутильные колебания. При большой скорости поворота выстой отсутствовал (рис. 30). По расчету т]в = 0,5 с увеличением По с 36 до 127 об/мин коэффициент выстоя уменьшился с 0,45 до 0,27. При лучшей синхронизации механизмов влияние По может быть уменьшено. Для тех же скоростей РВ коэффициент заполнения К<л = = ojmax/озср = 1,6, средниб величины кц — 2,3—5,2, /Сд = 25— —60. На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы 1) при правильно рассчитанных и точно изготовленных и выставленных кулачках рычажно-храповой механизм поворота может обеспечить высокую быстроходность (по = 120 об/мин, К = = 2,1) 2) механизм фиксации с кинематическим замыканием фиксатора обеспечивает надежность срабатывания. При соединении делительного диска с планшайбой и ее программном торможении могут быть существенно снижены затраты времени на фиксацию 3) при работе с указанной быстроходностью механизм может быть рекомендован лишь при низких требованиях к точности позиционирования (табл. 18) 4) первоначальную наладку механизма и ее контроль в процессе эксплуатации рекомендуется осуществлять динамическими методами. [c.122]

Коэффициент Ад достаточно универсален и пригоден для сравнения нагрузок на механизмы поворота различных типов. При пред ложении = 1 получаются заниженные значения Ад, используемые при предварительных расчетах. Экспериментально бьыо установлено, что величина этого коэффициента зависит от коэффициента Aq и от требований к точности позиционирования. Кроме типа и конструкции применяемого механизма на него существенное влияние оказывают условия демпфирования, в частности тип опор выходных звеньев. На основании обработки большого числа данных, полученных при исследовании устройств различных типов, была получена эмпирическая зависимость [c.179]

Аналогично составляется таблица комплексных критериев качества для механизмов линейного позиционирования (табл. 2.3.3). Здесь V и а - скорость и ускорение линейного позиционирования т - масса ведомь1Х звеньев L - путь Де - точность позиционирования Ку - коэффициент заполнения тахограммы. В обозначениях параметров - индекс 1 вместо ij . [c.182]

В качестве примера использования метода статистических испытаний рассмотрим схему алгоритма оценки погрешности позиционирования рабочего органа станка с ЧПУ. Точность позиционирования в основном определяется нестабильностью параметров устройств системы управления механизмов и станка (натяг в беззазорных механизмах привода подач, сила трения в направляющих, дрейф нуля усилителя постоянного тока), зоной нечувствительности элементов системы управления (датчика положения стола, усилителя мощности и т. д.). Некоторые параметры имеют составляющую, зависящую от положения стола (например, сила натяга в направляющих и в винтовой паре). Кроме того, имеются случайные составляющие параметров. В качестве исходных данных программы (рис. 106) используются характеристики нестабильных параметров, задаютсй величины перемещений рабочего органа, при которых должна оцениваться погрешность позиционирования (L — число перемещений рабочего органа), а также число параметров М и число испытаний N на каждой величине перемещения Программа включает три цикла (по Ki = 1, 2,. .., L /Сг = 1, 2,. .., N Кв 2,. .., М). Случайная составляющая параметра z вычисляется по формуле Az = ахр + р (блок 8), где Хр — случайная величина с законом распределения f а и Р — коэффициенты, приводящие значение к диапазону нестабильности параметра г. Таким образом, значение параметра г будет определяться величинами Az и z (/), которая вычисляется в зависимости от положения стола / (блок 7). Затем в блоке 11 проверяется [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...