Электроприводы систем управления положением

Т

ипы систем управления положением. В технике находят применение системы и устройства, в которых необходимо управлять пространственным положением рабочего органа. Прос-тейшие из них требуют управления положением при линейном переме-щении в одном направлении или при повороте вокруг одной оси. Сюда относятся механизмы позиционирования инструмента относительно обрабатываемой поверхности в металлорежущих станках (рис. 16.1,а).

Шпиндель с инструментом должен переместиться в заданное поло-жение х₃ из положения х, чтобы обрабатывать отверстие. Рассог-ласование по положению равно Ах. На рис. 16.1,б показан механизм нажимного устройства прокатного стана, устанавливающий верхний валок в заданное положение у₃, соответствующее требуемому обжатию. Механизм рулевого управления автомобиля выполняет поворот перед-них колес вокруг вертикальной оси на заданный угол. Здесь так же, как и в предыдущем случае, выходной регулируемой величиной является положение рабочего органа (колеса), но угловое.

Подъемно-транспортные машины (подъемные краны, экскаваторы, лифты, конвейеры, электрокары) выполняют задачу перемещения груза в заданную область пространства. Здесь необходимо управление поло-жением, не требующее высокой точности. Перемещение является трехмерным. На рис 16.1, в показано перемещение груза из положения А в положение A₀. Положение А характеризуется вектором координат z) а заданная точка A₀ – вектором ). Рассогласо-вание по положению

Δr=(x₃-x,y₃-y,z₃-z).

Движение вдоль оси х осуществляется мостом крана, вдоль оси у – тележкой, вдоль оси z – механизмом подъема.

Характерным примером системы управления положением являются манипуляторы и промышленные роботы, задача управления которыми заключается в обеспечении заданного положения схвата с манипули-руемым предметом и его ориентации (рис. 16.1,г).

В зависимости от назначения системы управления положением рабочего органа подразделяются на позиционные, контурные и следящие.

Позиционными называются системы, предназначенные для отработки заданных перемещений (позиционирования рабочего органа в заданную точку) с заданной точностью. Примерами позиционных систем являются системы, показанные на рис.16.1,а...в.

Рис. 16.1. Примеры систем управления положением

Манипуляционный робот (рис.16.1,г) может выполнять как позицио-нирование, так и перемещение схвата по заданной траектории, в зависи-мости от выполняемых функций. Так, для обслуживания станков, прес-сов и литейных машин манипуляционный робот выполняет перемеще-ние в зону обработки, снятие готового изделия, транспортировку в отведенное место, т.е. задачу позиционирования.

Контурными называют системы, предназначенные для передви-жения рабочего органа по заданной пространственной траек­тории с заданной точностью. Для окраски, сварки, резки листо­вого материала и обработки сложных поверхностей в схвате манипулятора закрепляется инструмент, который должен дви­гаться по заданной траектории. В этом случае функционирует контурная система управления положением.

Каждое звено манипуляционного робота (рис. 16.1,г) при движении из точки А в заданную точку А₀ поворачивается на определенный угол. Этот поворот осуществляется ЭП, имеющим редуктор. Двигатель и ре-дуктор встроены в кинематическую пару.

Чтобы обеспечить контурное управление, каждый привод должен выполнять поворот так, чтобы угол поворота был заданной функцией времени. Результирующее движение схвата будет происходить по задан-ной пространственной кривой. Отсюда следует, что в зависимости от требуемых движений задающие воздействия на каждый ЭП програм-мируются в виде различных функций времени.

Следящей системой называется система управления положе­нием, выходная величина которой воспроизводит с заданной точностью зада-ющее воздействие, являющееся функцией времени. Системы контурного управления – это следящие системы. Другая разновидность следящих систем имеет задающий сигнал в виде случайной или непредвиденной функции времени. Примерами таких систем являются ЭП радиоло-каторов, следящих за движущейся целью.

Дата добавления: 2014-11-29