Устройство позиционирования исполнительных органов робота Советский патент 1984 года по МПК G05B13/02 

rGhGn

о э 00

00 00

со Изобретение относится к системам автоматического управления и может использоваться в следящих приводах промышленных роботов, металлорежущих станков и другого оборудования, треб1укндего надежного и точного позиционирования. Известны системы автоматического управления, содержащие специализированные узлы для торможения вала исполнительного двигателя. Так в следя щей по положению системе может :% использоваться специальный тиристор динамического торможения для перехода -на малую скорость, а в момент точной остановки привода вал электро двигателя фиксируется электромагнитным тормозом 1. Таким системам свойственна невысокая надежность в режиме частых остановок вследствие ограниченного ресурса электромагнитного тормоза. В следящих по положению сисгемах может использоваться устройство изме нения демпфиров.ания в зависимости от величины ошибки 2. 1. Таким системам свойственно длительное время позиционирования, что резко уменьшает быстродействие систе мы. Наиболее бл,изком по технической , сущности к изобретению является стабилизированная нелинейная сервосисте ма, которая-кроме типовых элементов следящей CHCTeNftii (компараторов, сервоусилителя , электродвигателя,. датчика положения) содержит ряд допол.нительных элементов (компараторов, ключей), служащий для переключения входных цепей и цепей обратных связей в функции величины рассогласования, в результате чего меняются коэффициент усиления и постоянная врецени регулятора а в конечном итоге повышается быстродействие и точность 3. Недостаток известной системы - от сутствие возможности обеспечения надежной фиксации исполнительных органов в точке позиционирования. Цель изобретения - повьлиение надежности устройства благодаря исключению элементов с малым ресурсом работы (электромагнитные тормоза) а также повышение повторяемости счет уменьшения влияния случайных факторов (помехи систем управления). Поставленная цель достигается тем что в систему, содержащую последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом устройства, а второй подключен к выходу датчика положения, и регулятор положения, последовательно сое диненные второй сумматор,регуляторскорости,преобразователь,двигатель, соединенный с датчиком положения,та согенератор,фильтр,управляемый делитель, подключенный выходом к второму входу второго сумматора, введены последовательно соединенные формирователь трехпозиционного сигнала, подключенный входом к выходу первого сумматора, третий сумматор, подключенный вторым входом к выходу регулятора положения,.-и ключ, соединен яый выходом с вторым входом второго сумматора, выход формирователя трехпозиционного сигнала соединен с управлякяцими входами управляемого делителя и ключа. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, регулятор 2 положения, третий сумматор 3, ключ 4, второй сукматор 5, регулятор б скорости, преобразователь 7 , двигатель 8, тахогенератор 9, фильтр 10, управляемый делитель 11, формирователь 12 трехпозиционного сигнала и датчик 13 положения. Выход сумматора 1 связан с входом формирователя 12, выход которого связан с вторым входом сумматора 3 и с вторым входом ключа 4, а также с вторым входом управляемого делителя 11. Выход двигателя 8 связан с входом тахогенератора 9 и датчика 13 положения. Выход тахогенератора 9 связан с входом фильтра 10, выход кото го связан с первым входом управляемого делителя 11. Выход делителя 11 связан с вторым входом управляемого сумматора 5, что позволяет замкнуть традиционную обратную связь по скорости (контур, состоящий из элементов 5 - 11). Выход датчика 13 положения связан с вторым входом сумматора 1, что позволяет замкнуть обратную связь по положению. Устройство работает следующим образом.. В автоматическом режиме рассогласование по положению выявляет сумматор 1 и подает его на регулятор 2 положения, который формирует сигнал уставки скорости и подает его на сумматор 3. На этот же сумматор подается дополнительный сигнал с формирователя 12, выбираемый из условий интенсивного разгона - торможения двигателя при обеспечении условий апериодичности процессов. Выходной сигнал сумматора 3 поступает на ключ 4, который пропускает его на сумматор 5 без изменений. Выходной сигнал сумматора 5 поступает на регулятор 6 скорости, выход которого связан с входом статического преобразователя 7. Выход преобразователя 7 питает двигатель 8, выход которого связан с входом тахогенератора 9 и с входом датчика,13 положения.

Поскольку выход тахогенератора 9 связан через фильтр 10 и упргшляекый делитель 11 с входом сумматора 5 (отрицательная обратная связь по скорости), а выход датчика 13 положения связан с вторым входом сумматора 1 (отрицательная обратная связь по положению), то данная система функционирует как обычная двухконтурная система подчиненного регулирования.

В момент прихода вала двигателя 8 в требуемое положение срабатывает формирователь 12 трехпозицисжного сигнала, что вызывает срабатывание ключа 4 и разрыв связи по положению. Кроме того, формирователь 12 изменяет коэффициент передачи управляемого д елителя 11, увеличивая жест- .

кость скоростного контура. При этом помехи системы управления не влияют на положение вала двигателя. Дополнительно введенные элементы крайне просты в реализации, надежны в работе и практически не удорожают систему.

Изобретение позволяет повысить надежность оборудования, оснащенного

0 подобными устройствами за счёт обеспечения режима торможения без дополнительных механических элементов (тормозов), имеюишх ограниченный ресурс. Кроме того, обеспечивается хо5рошая повторяемость процессов позиционирования за счет уменьшения влияния помех на скоростной контур в точке позиционирования.

УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИ1РОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ РОБОТА, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом устройства, а второй подключен к выходу датчика положения, и регулятор положения. последовательно соединенные второй сумматор, регулятор скорости, преоб.разо атель, двигатель, соединенный с датчиком положения, тахогенератор, фильтр, управляемый делитель подключенный выходом к второму входу второго сумматора, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что, с целью повышения нгщежности уЬтройства и обеспечения повторяемости процессов позиционирования устройства, оно содержит последовательно соединенные формирователь трехпозиционного сигнала, подключенный входом к выходу первого сумматора fтретий сумматор,подключенный:вторым входом к выходу регулятора положения, и клюЧусоединенный выходом с и вторым входом второго сумматора, (/) выход формирователя трехпозиционного сигнала соединен с управляющими входами управляемого делителя и ключа.