Способ управления манипулятором Советский патент 1987 года по МПК B25J9/00 B25J13/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для прецизионного перемещения виброизолированных рабочих органов манипуляторов .

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для реализации способа управления манипулято- ром; на фиг. 2 - кривые закона движения рабочего органа манипулятора.

Устройство содержит упругий элемент 1 с. управляемой жесткостью и исполнительный механизм 2, установлен- ный параллельно между рабочим органом 3- манипулятора и основанием 4, блок 5 формирования сигнала управления, подкл оченный выходом к входу блока 6 двукратного интегрирования и входу исполнительного механизма 2. Выход блока 6 подключен к управляющему вхо

ду упругого элемента 1, а вход блока 5 подключен к выходу блока 7 программного управления. Кроме того, блок 7 .подключен к управляющему входу блока 5 и выходу блока 6. Кроме того, обозначено: X(t) - закон изменения ускорения; X(t) - закон изменения перемещения рабочего органа манипулятора F(t) - управляющее усилие; U-; - сигнал, пропорциональный ускорению рабочего органа; И - сигнал, пропорциональный перемещению рабочего

органа.

Способ осуществляют следующим образом.

Для перемещения рабочего органа 3 манипулятора, виброизолированного от основания 4, на орган 3 необходимо воздействовать таким усилием,при котором в конце и начале перемещения не возбуждаются паразитные колебания, Это достигается в том случае, когда ускорение рабочего органа, вызванное воздействием управляющего усилия, соответствует закону показанному кривой X(t). Математически это можно представить следующим образом:

О,

Хо

о,

. 21Г sin -- t.

при t 0, при О t ; Т, при t Т,

При управлении движением рабочего органа 3 по заданной программе сиг- нал программного управления с выхода блока 7 подается на вход блока 5, в котором формируется сигнал управления движением рабочего органа 3, который

можно представить следующим уравнением:

О,

2 Ппри t О,

и Ui( sin -- t, при О.Г t Т, О/ при .

где V-- амплитудное значение сигнал

° управления;

Т - длительность периода сигнала управления; t - текущее время. Далее сигнал управления с выхода блока 5 подается на вход исполнительного механизма 2, который преобразуется в силу F(t), управляющую движением рабочего органа 3 манипулятора. Управление движением можно представить уравнением

О,

FOо,

при t О, при О t при t Т,

sin - t, при О t «i Т,

,

X

о

F(t)K|X(

где F(t)K|X(t);

К, - линейный коэффициент исполнительного механизма,

Так как F(t)m-X(t) и , где тп - масса рабочего органа - постоянная величина, закон изменения ускорения рабочего органа удовлетворяет условию стабильного движения рабочего органа (кривая X(t), фиг.2).

Для того, чтобы при перемещении рабочего -органа 3 жесткость упругого элемента 1 оставалась постоянной, необходимо осуществить регулировку жесткости упругого элемента 1 в зависимости от величины перемещения, рабочего органа. Для этого выходной сигнал блока 5 формирования сигнала подается на вход блока двукратного интегрирования, на выходе которого получается сигнал, пропорцио- нальньй перемещению X(t) рабочего органа 3. Полученный сигнал можно представить следующим уравнением:

Ux

0

О,

при tiO

5

Т 2 917 П

,--t,пpи , О,при ,

где .X(t);

К коэффициент пропорциональности между выходным сигналом блока 6 и перемещением рабочего органа 3;

и -2-4 х„-к,

Осуществляя двукратное интегрирование сигнала управления, считают,

что в начальный момент времени, т.е. при , , где U; - сигнал, , пропорциональный скорости рабочего органа, т.е. сигнал после однократного интегрирования сигнала . Этим обеспечивается стабильность в начале и конце перемещения рабочего органа.

Таким образом, закон стабильного перемещения рабочего органа, показан ный (фиг. 2) , .кривой X(t), который соответствует представленному уравнению выходного сигнала блока 6.

Для контроля за перемещением X(t) рабочего органа 3 выходной сигнал блока 6 подается на блок 7 программного управления, а для управления амплитудного значения Х перемещения рабочего органа управляющим сигналом с дополнительного выхода блока 7 программного упр авления изменяется передаточный коэффициент блока 5 формирования управляющего сигнала и, тем самым, изменяется амплитудное значе- ние сигнала управления U.,.

А

Ш)

р

мула II 3 о б р е т е н и

Способ управления манипулятором преимущественно с вертикально перемещенным виброизолированным рабочим органом, заключающийся в том, что рабочему органу сообщают направленное движение в соответствии с заданным законом, отличающийся тем, что, с целью повьшзения точности и быстродействия, управление движением рабочего органа осуществляют по закону

О,

F

при t 0,

о S in -- . t, при О t Т, О, при t Ь Т,

где Г„

- амплитудное значение силового воздействия;

Т - длительность периода закона управления; t - текущее время,

а жесткость виброизоляции изменяют по закону, соответствующему двукратно интегрированному закону управления рабочим органом.

иW W-

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для прецизионного перемещения виброизолированньгх рабочих органов манипуляторов. Целью изобретения является повьшение точности и быстродействия. Способ заключается в том, что виброизолированному рабочему органу сообщают направленное движение, управление которым осуществляется по закону F(t)0 при t fc О, Fj, S in (2 |Г: Т) t, при О - t Т, О, при t Т, где Ь д амплитудное значение силового воздействия; Т - длительность периода закона управления. Этот закон двукратно интегрируют и по результату интегрирования изменяют жесткость виброизоляции. 2 ил. Ф (О

/

. /

-;

Фаг. 2

Редактор В.Петраш

Составитель О.Романенко Техред И.Попович

Заказ 2707/10

Тираж 953Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Демчик