SU1493458A1

SU1493458A1 - Method of controlling manipulator vibrating drive

Info

Publication number: SU1493458A1
Application number: SU864145120A
Authority: SU
Inventors: Яков Шаевич Флейтман
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к робототехнике и может быть использовано в прецизионных исполнительных механизмах манипул торов. Цель изобретени - повышение точности позиционировани . Возбуждают колебани входного вала электромагнитной муфты 2 синхронным электродвигателем 1, поочередно подава на его обмотки импульсы посто нного напр жени от системы управлени 4. При достижении выходным звеном 3 зоны позиционировани увеличивают частоту импульсов посто нного напр жени до величины, соответствующей наименьшему моменту трени в опорах привода, и измен величину среднего тока через обмотки, осуществл ют точное позиционирование звена 3. 3 ил.The invention relates to robotics and can be used in precision actuator mechanisms of manipulators. The purpose of the invention is to improve the positioning accuracy. The input shaft of the electromagnetic clutch 2 is excited by the synchronous electric motor 1, alternately applying DC pulses to the windings from the control system 4. When the output link 3 reaches the positioning zones, the frequency of the DC pulses increases to the value corresponding to the smallest friction moment in the drive supports , and by changing the average current through the windings, precise positioning of the link 3 is carried out. 3 Il.

Description

Изобретение относитс к робототехнике и может быть использовано в прецизионных исполнительных механизмах манипул торов.The invention relates to robotics and can be used in precision actuator mechanisms of manipulators.

Цель изобретени - повышение точности позиционировани за счет исключени вли ни сухого трени в опорах привода.The purpose of the invention is to improve positioning accuracy by eliminating the effect of dry friction in the drive bearings.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства вибропривода; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов управлени при грубом позиционировании; на фиг. 3 - то же, при точном позиционировании.FIG. 1 shows a block diagram of a vibrodrive device; in fig. 2 shows timing charts of control signals for coarse positioning; in fig. 3 - the same, with precise positioning.

Устройство дл реализации предлагаемого способа содержит синхронный электродвигатель 1, св занный через электромагнитную муфту 2 с выходным звеном 3. Обмотки двигател 1 и муфты 2 подключены к системе 4 управлени , например микропроцессорной .A device for implementing the inventive method comprises a synchronous motor 1 connected via an electromagnetic clutch 2 to an output link 3. The windings of the motor 1 and clutch 2 are connected to a control system 4, such as a microprocessor.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Возбуждают крутильные колебани входного вала электромагнитной муфты 2 синхронным электродвигателем 1. Дл этого на обе обмотки статора двигател 1 поочередно подают импульсы посто нного напр жени U и и2- Вал электродвигател 1 совершает колебани со скоростью сОд. Если требуетс совершить направленное вращение звена 3, то дл этого в требуемой фазе движени входного вала муфты 2 включают муфту импульсами напр жени U . Выходной вал электромагнитной муфты 2 вращаетс со скоростью )„. При достижении звеном 3 зоны позиционировани увеличивают частоту импульсов напр жени (и , V -i) до величины, соответствующей наименьщему моменту трени в опорах привода, при этом амплитуда колебаний вала двигател мень- ще, чем требуема погрешность позиционировани . Эффект уменьшени амплитуды колебаний при увеличении частоты импульсов посто нного напр жени объ сн етс наличием реактивной составл ющей сопротивлени обмоток статора синхронного двигател и инерционностью его вала. Одновременно включают электромагнитную муфту 2, подава на ее обмотку посто нное напр жение и фиксиру между собой ее вход- кой и выходной валы. Затем, измен величину среднего тока через обмотки статораThe torsional oscillations of the input shaft of the electromagnetic clutch 2 are excited by a synchronous electric motor 1. For this, alternating pulses of a constant voltage U and u2 are alternately applied to both windings of the stator of the motor 1 at a speed of COD. If it is required to perform directional rotation of the link 3, then for this purpose, in the required phase of movement of the input shaft of the coupling 2, the clutch is switched on by voltage pulses U. The output shaft of the electromagnetic clutch 2 rotates at a speed) „. When the link reaches 3, the positioning zones increase the frequency of the voltage pulses (and, V-i) to a value corresponding to the lowest friction torque in the drive bearings, while the amplitude of oscillations of the motor shaft is less than the required positioning error. The effect of decreasing the amplitude of oscillations with increasing frequency of the DC voltage pulses is explained by the presence of the reactive component of the stator windings of the synchronous motor and the inertia of its shaft. At the same time, electromagnetic clutch 2 is turned on, applying a constant voltage to its winding and fixing its input and output shafts between them. Then, change the average current through the stator windings

(Л(L

00 400 4

слcl

0000

синхронного электродвигател 1, осуществл ют точное позиционирование выходного 3. Величину среднего тока через обмотки статора при их питании импульсами посто нного напр жени можно регулировать относительным изменением их амплитуды или изменением скважности импульсов. При этом разность среднего.тока через об- Мотки статора синхронного электродвигател 1 вызывает угловой поворот его ротора. Достигаема точность позиционировани JB этом случае зависит только от величины Соотношени токов в обмотке статора, а при aличии датчика обратной св зи точность Позиционировани определ етс точностью контрол положени выходного звена 3. Возможно увеличение частоты импульсов посто нного напр жени до такой величины, что колебани выходного вала электромаг- :нитной муфты практически будут отсутствовать .synchronous electric motor 1, exact positioning of the output 3 is carried out. The average current through the stator windings, when supplied with DC voltage pulses, can be regulated by a relative change in their amplitude or a change in the pulse duty cycle. In this case, the difference of the average current through the circumference of the stator windings of the synchronous electric motor 1 causes an angular rotation of its rotor. The accuracy of positioning JB in this case depends only on the value of the Ratio of currents in the stator winding, and with a feedback sensor, the accuracy of Positioning is determined by the accuracy of controlling the position of the output link 3. It is possible to increase the frequency of the DC pulses to such an extent that the output shaft oscillates electromagnet: nitty coupling will be practically absent.

5five

Claims

Claim Method A method for controlling a vibratory actuator of a manipulator comprising a vibrator connected to an output link via an electromagnetic clutch, which means that when the direction of vibration of the vibrator coincides with the required displacement of the output link, the electromagnetic clutch is switched on, and if it does not match, it turns off , what. In order to improve positioning accuracy, a sichronous electric motor is used as a vibrator, the windings of which are alternately supplied with DC voltage pulses, and when the output link reaches the required positioning position, the frequency of the pulses is increased to the value corresponding to the smallest friction moment in the drive bearings, and constant activation of the electromagnetic clutch.

/

1

Uf

I п п п п

and"

WV

l

v /

and hi-l