Выбор эталонного переходного процесса

Исходными данными для выбора эталонного переходного процесса являются траектории перемещения и скорость рабочего органа манипулятора относительно обрабатываемой заготовки, которые указаны в техпроцессе.

Выбор эталонного переходного процесса необходимо осуществить для каждой компоненты вектора состояния: обобщенных координат, обобщенных скоростей, моментов на валах двигателей.

Траектория движения может быть задана в пространстве с помощью функций для каждой декартовой координаты, как функция от времени, в виде:

Однако в существующих системах управления такое задание требуемой траектории движения не используется в связи со сложностью ее реализации в системе управления и сложностью получения траектории движения в аналитическом виде.

В настоящее время задание траектории движения рабочего органа ПР оператором осуществляется в виде некоторой последовательности узловых точек. Система управления ПР автоматически на стратегическом уровне по этой последовательности точек строит траекторию движения в виде сплайна.

Вектор состояния имеет 9 компонентов. Требуется для каждой компоненты вычислить эталонный переходный процесс в моменты квантования по времени. Выбор периода квантования по времени осуществляется исходя из условий обеспечения устойчивости синтезированной системы управления и требуемой точности.

Первая компонента вектора состояния представляет собой обобщенную координату в первом сочленении. Эталонный переходный процесс для первой компоненты найдем из решения обратной задачи кинематики на основе известной траектории движения рабочего органа ПР. Аналогичным образом найдем третью и пятую компоненты эталонного вектора состояния, которые представляют собой обобщенные координаты во втором и третьем сочленениях, соответственно.

Вторая компонента вектора состояния представляет собой обобщенную скорость в первом сочленении. Она находится из решения обратной задачи кинематики о скоростях на основе известной траектории движения. Аналогичным образом найдем четвертую и шестую компоненты вектора состояния, которые представляют собой обобщенные скорости во втором и третьем сочленениях, соответственно.

Седьмая, восьмая и девятая компоненты представляют собой момент, развиваемый двигателем на выходе редуктора первого, второго и третьего сочленений, соответственно. Ее можно вычислить по формуле

,

где - момент инерции двигателя, - частота вращения вала двигателя.

Таким образом, эталонный переходный процесс обеспечивает движение рабочего органа ПР по заданной траектории и для каждого техпроцесса вычисляется заново.

Статья в тему

Синтез компоновочной схемы манипулятора для лазерной резки
Современный этап развития различных технологических процессов характеризуется широким привлечением средств вычислительной техники и автоматики для создания высокопроизводительного автоматизированного оборудования. С этих позиций лазерная резка является процессом, который может быть р ...