Контрольные вопросы
Каковы основные правила решения прямой задачи о положении манипулятора?
Привести пример решения прямой задачи для «шпагового» манипулятора?
Каков алгоритм решения прямой задачи при нахождении скоростей и ускорений схвата?
Почему обратная задача об обобщенных координатах звеньев имеет множество решений?
Почему на практике прямая задача о положении манипулятора решается фактически в режиме «обучаемость»?
Полностью материал по данной теме изложен в учебниках [1, с. 455-477], [2, с. 338-342].
2.18. Лекция №18. Основы теории машин-автоматов
Основные понятия теории машин-автоматов
Машина-автомат (МА) – есть машина, в которой все преобразования энергии, материалов и информации выполняются без непосредственного участия человека. Совокупность машин-автоматов, соединенных между собой автоматическими транспортными устройствами и предназначенных для выполнения определенного технологического процесса, называется автоматической линией (АЛ).
Наибольшее распространение имеют технологические машины-автоматы (ТМА), предназначенные для изменения формы, размеров или свойств обрабатываемого предмета. Каждое твердое тело, выполняющее заданные перемещения, называются исполнительным органом. Движение исполнительных органов определяется программой – совокупностью предписаний, обеспечивающих выполнение технологического процесса.
Классификация машин-автоматов и автоматических линий:
По соотношению технологического и транспортного движений:
транспортирование объекта со скоростью Vтр прерывается на время выполнения технологической операции. Обработка объекта со скоростью Vтехн производится в период выстоя. Vтр и Vтехн (станки, прессы, молоты и т.д.) находятся в противоречии. Производительность зависит от скоростей Vтр и Vтехн;
Vтр и Vтехн совмещены и Vтр зависит от Vтехн (прокатные станы, ротационные машины);
Vтр и Vтехн независимы. Обработка происходит в процессе непрерывного совместного транспортирования заготовки и инструмента (роторные машины-автоматы). Темп выпуска определяется шагом между позициями обработки и Vтр;
Vтр и Vтехн не обязательны. Движение объекта необходимо лишь для сохранения поточности процесса (камеры электрокраски и сушки, гальваническое и химическое оборудование).
По типу циклов (совокупности операций и явлений, проходящих полный круг развития):
с жестким циклом, когда величина и последовательность перемещения исполнительных органов постоянны и периодически повторяются и зафиксированы в форме неизменяемой программы (специальные автоматы);
нежесткий цикл – переменный при изменении свойств и характеристик обрабатываемых объектов. При этом система управления вызывает различные по величине и последовательности перемещения исполнительных органов.
3. Автоматические линии бывают: последовательного действия, параллельного действия, комбинированного действия (рис. 2.79).
Системы управления автоматическим циклом.
В машине-автомате программа может задаваться:
аналоговым способом, когда порядок выполнения технологического процесса определяется физической моделью (ввод информации изменением физических величин, например, профилем кулачка, структурой механизмов и размером звеньев, давлением жидкости). Обычно в этом случае программа реализуется вращением входного звена – распределительного вала или вала командоаппарата;
числовым способом в виде совокупности дискретных сигналов на перфолентах в виде отверстий, магнитных лентах или барабанах и т.д.
а
)
б
вх вых
Б Б
в)
вх вых Б Б
Р и с. 2.79.Типы автоматических линий:
а) – последовательного действия; б) – параллельного действия;
в) – комбинированного действия; Б – бункер
Различают системы управления:
разомкнутая: в жестком цикле управление ИО осуществляется блоком управления (БУ), который получает информацию от блока программы (БП):
БП БУ ИО
замкнутая: в блок управления сходятся два потока информации от блока программы (БП) и блока активного контроля (БК), управляющие сигналы (УС) вырабатываются в результате сравнения данной программы с фактически выполняемой:
БУ ИО БК
II
самонастраивающаяся: автоматически устанавливает оптимальный режим, обеспечивающий заданную точность или качество. Оперирует 3 потоками информации: I поступает в блок самонастройки (БС) из блока программы, определяющей конечную цель работы, II – из блока активного контроля (БК) и III – из блока оперативной памяти (ОП):
I II II
БП БС БУ ИО БК
УС III
ОП
Самонастраивающаяся система управления учитывает текущую информацию и прошлый опыт.
Система управления имеет: программоноситель, считывающее устройство, механизм ввода программы, преобразующее и усилительное устройство, исполнительный орган, блоки обратной связи и сравнения.
Таблица 2.6