СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА Российский патент 1997 года по МПК B25J11/00 

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

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 (Расчет и выбор приводов механизмов автоматической смены инструмента. Методологические рекомендации. М. ЭНИМС, 1978, с. 23-36).

Подобное достигается путем применения различных тормозных демпфирующих устройств. Причем величина максимального ускорения торможения 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 (Корниенко А.А. Левина З.М. Совершенствование механизмов автоматической смены инструментов на основе исследования их динамики Станки и инструмент, 1979, 3, с. 13-16, р. 5). Однако позиционирование производится в момент, когда колебательное движение настолько затухает, что скорость движения исполнительного органа составляет 2 см/c. Недостатком данного способа является большая потеря времени при позиционировании.

Наиболее близким по технической сущности из известных способов является безударный способ позиционирования подвижного исполнительного органа при его колебательном движении (авт.св. N 992126, МКИ В 23 В 25/06, 30.01.83). Согласно способу позиционирование подвижного исполнительного органа включает 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 на величину, равную 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.

На основе использования данного способа в последнее время появился ряд качественно новых конструкций промышленных роботов, так называемых, резонансных, с рекуперацией механической энергии, маятникового типа (например, патент SU N 1664546, МКИ В 25 J 11/00, 9/00, опублик. 23.07.91 в БИ N 27).

Данный способ позволяет значительно уменьшить время выхода исполнительного органа в точку позиционирования и само позиционирование. Однако он предусматривает необходимость применения устройств фиксации и расфиксации исполнительного органа в точке позиционирования, а это определяет и ограничения минимально возможного времени выстоя исполнительного органа в точке позиционирования.

В настоящее время созданы устройства, (авт.св. СССР N 1085808, МКИ В 25 J 15/00, авт.св. СССР N 1551546, МКИ В 25 J 15/06), которые позволяют выполнять основные технологические операции ("взять", "поставить" заготовку за короткий промежуток времени (менее 0,1 с.)) и не требуют точности позиционирования исполнительного органа.

Известные способы не позволяют сократить время нахождения исполнительного органа в зоне позиционирования и тем самым повысить быстродействие.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, заключающимся в перемещении исполнительного органа в направлении к зоне позиционирования, торможения, приводящим к колебаниям исполнительного органа при его смещенном положении статического равновесия относительно зоны позиционирования на величину, равную наименьшему из максимально возможных отклонений исполнительного органа от этого положения к зоне позиционирования, с целью повышения быстродействия при подходе исполнительного органа к зоне позиционирования дополнительно прикладывают усилия на торможение и последующий разгон исполнительного органа в зоне позиционирования, приводящими к увеличению времени нахождения исполнительного органа в зоне позиционирования.

Данный способ реализуется использованием свойства взаимовлияния приводов для динамического позиционирования исполнительного органа в зоне позиционирования.

Сравнительный анализ предлагаемого способа с известным показывает, что в предлагаемом изобретении отсутствуют операции выдвижения упора в зону позиционирования и фиксация на него исполнительного органа. Непосредственно на исполнительный орган воздействуют усилием. Тормозя его при подходе к зоне позиционирования, а затем в зоне позиционирования дополнительно прикладывают силовое воздействие, направленное на разгон исполнительного органа.

Следовательно, заявленный способ соответствует критерию "новизна".

Предлагаемый способ динамического позиционирования подвижного исполнительного органа поясняется графиком скорости исполнительного органа, показанном на чертеже, где 1, 2, 3 соответственно графики скорости исполнительного органа; без дополнительно прикладываемого усилия на торможение и разгон исполнительного органа; от дополнительно прикладываемого усилия на торможение и разгон исполнительного органа; при динамическом позиционировании исполнительного органа.

Таким образом, предлагаемый способ повышает быстродействие позиционирования исполнительного органа. Кроме этого, расширяются функциональные возможности устройств, использующих данный способ за счет упрощения реализации многопозиционных быстродействующих систем.

Изобретение относится к машиностроению, станкостроению и может применяться для позиционирования подвижных исполнительных органов промышленных роботов, автооператоров, станков. Оно обеспечивает в быстродействующих приводах маятникового типа позиционирование в рабочей зоне без использовании устройств фиксации, например, жестких упоров. В предлагаемом способе, когда исполнительный орган совершает колебания при смещенном его положении статического равновесия относительно зоны позиционирования, при подходе к ней дополнительно прикладывают усилия на торможение и последующий разгон исполнительного органа в зоне позиционирования, приводящие к увеличению времени нахождения исполнительного органа в зоне позиционирования. Данный способ позволяет при колебаниях исполнительного органа кратковременно останавливать его в крайних положениях без применения устройств фиксации. 1 ил.

Способ динамического позиционирования подвижного исполнительного органа, заключающийся в его перемещении в направлении к зоне позиционирования, торможения, приводящем к колебаниям исполнительного органа при его смещенном положении статического равновесия относительно зоны позиционирования на величину, равную наименьшему из максимально возможных отклонений исполнительного органа от этого положения к зоне позиционирования, отличающийся тем, что при подходе исполнительного органа к зоне позиционирования дополнительно прикладывают усилия на торможение и последующий разгон исполнительного органа в зоне позиционирования, приводящие к увеличению времени нахождения исполнительного органа в зоне позиционирования.