Введение к работе
Актуальность темы. Б настоящее время для обработки деталей словно» конфигурации в основной применяются многокоординатные станки и обрабатывание центру с компьютерным числовым управлением. Однако, существует ряд операций слонной фасонной механообработки со сниженными требованиями к точности, где применение дорогостоящих обрабатывающих центров и нногокоординатнкх станков с ЧПУ становится нецелесообразным. К таким операциям относится, например, отделочно-зачистная . обработка отливок.
В машиностроении около 80 У. бсєх заготовок подвергаются отделочно-зачистной обработке, которая автоматизирована не более чем на 202. В среднем до 10 X общей себестоимости детали приходится на операции снр.тия заусенцев.
К новому виду оборудования на подобных предварительных операциях механообработки относятся промышленные роботы (ПР), оснащенные специальным рабочим инструментом и имеющие специальную системой управления (СИ). Применение манипуляционных роботов в операциях фасонной механообработки обуславливается их развитой кинематикой и снизениен капитальных влозений при высокой производительности рабочего процесса.
Несмотря на все преимущества роботизации подобных технологических процессов, доля роботов, применявшихся на операциях механообработки, остается малой в общем парке ПР. Противоречие определяется спецификой данной технологической операции механообработки. Проведение контурной механообработки связано с переменностью усилий резания, вызванной существенным изменением параметров удаляемого припуска. Колебание контактных усилий приводит к переменной погрешности обработки. Основная проблема применения ПР на операциях механообработки заклзчается в построении специальных СУ роботами , обеспечивающих желаемые показатели двизение рабочего органа робота.
Таким образом, применение манипуляционных роботов в качестве основного технологического оборудования требует дальнейших исследований в области построения систем управления роботами.
Цель и основные задачи работы. Настоящая работа направлена на расширение функциональных возможностей манипуляционных роботов, предназначенных для выполнения контурных операций с силовым контактом при неханообработке, путей построения адаптивной системы управления.
Для достижения этой цели необходимо решіть следующие научные задачи:
построение математической модели слоеного объекта управления "технологический робот - рабочий процесс";
синтез алгоритмов управления роботом на контурных операциях с силовым контактом;
разработка структуры управления роботом в адаптивном ре?:име на основе главной обратной связи по усилию;
экспериментальное исследование свойств разработанной мехатронной системы механообработки.
Методы исследования. В работе использованы методы теори адаптивного управления, метод математического моделкровани и статистический анализ.
Экспериментальные исследования проводились на реализо ванной робототехнической системе, созданной на базе много степенного универсального промыыленного робота РМ - 01.
Научная новизна.
1). Предлонена структура адаптивной нехатронной систем управления с обратной связью по силе, включаюцая верхнії, уровень управления, который обеспечивает Функции Формирования программной силы рабочего процесса и пересчета ее і программное значение контурной скорости. 2). Предложен метод силового управления манипуляционными роботами для операций механообработки, который использует даннне о несткостных характеристиках робота, определенных для его характеристической рабочей точки. 3). Разработана методика построения алгоритмов адаптивного управления роботом на оснс є математической модели рабочегс процесса. С ее использованием получены рекуррентные алгорш мы управления контурной скоростью робота.
Практическая ценность работы, Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение позволяет существенно расширить функциональные возможности универсальных промышленных роботов с контурной системой управления и использовать их на операциях с силовым контактом.
Применение предлозенных алгоритмов автоматического планирования траекторий позволяет сократить время переналадки оборудования на новый тип детали.
Разработанные алгоритмы формирования программных значений контурной скорости позволяит вести обработку с повышенной производительностью.
Программно-аппаратные средства,, реализующие обратную связь по силе, позволяат проводить управление роботом в адаптивном режиме.
Научно-технические результаты диссертации внедрены в НИИ Радиофизики им.акад. А.А. Расплетина (г.Москва), а также в Будапештском Техническом Университете. Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось: на меадународной конференции молодых ученых и специалистов "Роботика -89" (г.Созополь. НРБ. 1989г.); на всесоюзной конференции "Новые технологии и робототехнические комплексы при производстве авиационной техники" (г. Харьков, 1990г.); на международной конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1991г.) ; на научно-практической конференции " Космическая робототехника: проблемы и перспективы" (г.Калининград 1992г.); на научном семинаре кафедры "Робототехнические системы" МГТУ им. Н.Э.Баумана 1993г; на научных семинарах кафедры "Робототехника и мехат-роника" МГТУ "СТАНКИК".
Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 72 наименований и восьми приложений. Работа содержит 160 страниц машинописного текста, 52 страницы иллюстраций, объем приложений составляет 39 страниц.
