SU1265691A1 - Устройство дл управлени электроприводом промышленного робота - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области робототехники и может быть использовано при создании электроприводов промышленных роботов. В устройстве за счет введени  второго датчика скорости, двух дифференциаторов, трех нелинейных блоков, масштабного блока, сумматора, задатчика и ограничител  си-нала достигаетс  улучшение динамических характеристик устройства за счет компенсации изменени  статического момента нагрузки. 1 ил.

Description

to

О5 СП

о:

Изобретение относитс  кробототех нике и может быть использовано при создании электроприводов промьштенных роботов, инвариантных к изменению статического момента нагрузки.

Цель изобретени  - улучшение динамических характеристик устройства за счет компенсации изменени  статического момента нагрузки.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит регул торы 1-3 положени , скорости и тока соответственно , усилитель 4 мощности, двигатель 5, исполнительный механизм 6, датчик 7 тока, первый датчик 8 скорости, датчик 9 положени , второй датчик 10 скорости сумматор 11, ограничитель 12 сигнала, масштабный блок 13, первый и второй дифференциаторы 14 и 15 соответственно, первый второй и третий нелинейные блоки 16-18 соответственно, задатчик 19 сигнала.

Устройство работает следующим Образом .

На один вход регул тора 1 положени  подаетс  сигнал, пропорциональный требуемому заданному положению исполнительного органа роб.ота, на второй вход регул тора 1 положени  с датчика 9 положени  поступает сигнал , пропорциональный текущему положению исполнительного механизма Ъ. В соответствии с разностью входных сигналов регул тор 1 положени  вырабатьшает сигнал задани  скорости .электродвигател  5 и подает его на один вход регул тора 2 скорости. На вход регул тора 2 скорости поступает с датчика 8 скорости сигнал , пропорциональньй текущему значению скорости электродвигател  5. В соответствии с разностью входных сигналов регул тор 2 скорости вырабатывает сигнал задани  тока электродвигател  5 и подает его на первый вход регул тора 3 тока. На второй вход регул тора 3 тока поступает сигнал с датчика 7 тОка. С выхода регул тора 3 тока сигнал через усилитель 4 мощности поступает на вход электродвигател  5, привод  его во вращение. При номинальном моменте статической нагрузки электродвигатель 5 раз гон етс  с ускорением

Мучоп-: Mgiflipjif,

.

(1)

BOM

.«ом,,

Де (|г)иои

требуемое ускорение при номинальной статической нагрузке; момент двигател  5,

Mr

JHOM соответствующий номинальной статической нагрузке и требуемому ускорению;

,и1 приведенные к валу

иом

НОм двигател  5 момент статической нагрузки и суммарньш момент инерции при номинальном весе груза, присоедин емого к схвату.

Сигнал с вькода датчика 7 тока поступает также на вход масштабного блока 13, выходное напр жение которого пропорционально моменту двигател  5 Щ СЦ , где С - посто нный коэффициент.

Сигнал с выхода датчика 8 скорости поступает на нелинейный блок 17 и дифференциатор 15. Нелинейный блок 17 имеет зависимость выходного напр жени  от входного

вымт (t)K sign и&х„ (t) ,

т.е. выходной сийнал данного блока соответствует составл ющей момента Сопротивлени , обусловленной сухим трением двигател  в масштабе напр жений .

Коэффициент передачи блока 15 выбран таким, что сигнал на его выo (

(t)K,

ходе UH,

пропорцио .1X15

5 CXt

нален составл ющей момента сопротивлени  двигател  Iq - .

С( t

Сигнал с выхода второго датчика tO скорости, пропорциональный скорости на выходном валу исполнительного механизма 6, поступает на нелинейный блок 16 и дифференциатор 14.

Нелинейный блок 16 реализует зависимость

(t)Kij,. sign Ujxie (t)

и

ЬМХ1Б

что соответствует приведенному моменту сухого трени  нагрузки. о

Напр жение на выходе блока 14 пропорционально приведенной к валу двигател  5 составл ющей момента сопро С( W

тивлени  нагрузки „ ---i-L ,

Claims (1)

1. ,d(t Задатчик 19 представл ет собой п тенциометр, напр жение на выходе ко торого .устанавливаетс  пропорционал ным статической составл ющей приведенного момента нагрузки, соответст вующей номинальному весу груза мани пул тора , . Сигналы с выходов масштабного бл ка 13, нелинейных блоков 16 и 17, блоков 14 и 15, блока 19 поступают на соответствующие входы сумматора 11, в результате .сложени  мгновенных значений которых на выходе имеетс  напр жение, пропорциональное ЛМо.. . . r,d-u} М -3 - H- -l%lsi9nuJg(i)Яном t -McJ igt 4(tbM нонс Нулевому напр жению на выходе сумматора 11 соответствует режим ра боты манипул тора с номинальным весом груза, присоединенного к его схвату, т.е. ДМ(,0. Присоединение к схвату манипул тора груза, вес кото рого больше номинального, приводит к ло влению на выходе сумматора 11 сигнала, пропорционального +ДМ., по скольку снижаетс  ускорение двигател  5 - и; ycKopeJiHe на выходно ( Xt валу исполнительного механизг а 6 Если вес присоедин емого груза меньше номинального, на выходе сумматора 11 по вл етс  сигнал, пропорциональный -дКс вследствие возOfWq . C(Wu растани  -- и . Третий нелинейный блок 18, на вход которого поступает напр жение с входа сумматора 11, имеет многоступенчатую релейную характеристику , в результате чего сигнал на его выходе дискретно мен етс  в зависимости от уровн  входного напр жени . Третий нелинейный блок 18 на страиваетс  в зависимости от технологических требований к электроприводу . Если по технологическим услови м требуетс  поддержать посто нным уско рение двигател  5 в режиме разгона, когда: регул тор 2 скорости находитс  в насыщении и статический момент пре вышает номинальньш;, на ЛМ, то на вы ходе третьего нелинейного блока IS по вл етс  посто нное напр жение, fcoTopoe приводит к изменению уровн  ограничени  напр жени  на выходе регул тора 2 скорости за счет суммировани  сигнала ограничител  12, соответствующего Mij yц , и сигнала нелинейного блока 18, соответствующего (+ДМс). При этом возрастает ток  кор  двигател  5, следовательно, и вращающий момент Mq(t), на величи- ну (2), компенсиру  увеличение статической нагрузки. Ускорение электромеханической системы согласно (1) остаетс  неизменным. Снижение статической нагрузкк ниже номинального значени  влечет по вление отрицательного напр жени  на выходе сумматора 11, соответствующего -ДМс. При этом дискретно возрастает сигнал на выходе третьего нелинейного блока 18, и следовательно , уровень ограничени  ограничител  12 снижаетс , привод  к уменьшению тока  кор  двигател  и сохранению неизменным (- )„,.., согласно (1) . (Xt f Формула изобретени  Устройство дл  управлени  электроприводом промышленного робота, содержащее последовательно соединенные регул тор положени , регул тор скорости, регул тор тока, усилитель мощности, двигатель и датчик тока, выход которого подключен к второму входу регул тора тока, вал двигател  кинематически св зан с первым датчиком скорости и с исполнительным механизмом, с которым св зан датчик положени , соединенный выходом с первым входом регул тора положени , второй вход которого подключен к входу устройства, причем выход первого датчика скорости соединен с вторым входом регул тора , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик устройства, оно содержит масштабный блок, первый и второй нелинейные блоки, первый и второй дифференциаторы, второй датчик скорости, св занный с исполнительным механизмом, и последовательно соединенные задатчик сигнала, сумматор, третий нелинейный блок и ограничитель сигнала, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам регул тора скорости, выход датчика . тока через масштабный блок соединен с вторым входом сумматора, подключенного третьим и четвертым входами соответственно к выходам первого дифференциатора и первого нелинейного

   блока, входы которых подключены к выходу второго, датчика скорости, а выход первого датчика скорости соединен с входами второго дифферендиа5 тора и второго нелинейного блока, выход каждого из которых соединен соответственно с п тым и шестым входами сумматора.