Приводы мехатронных систем. Способы управления МС. Классификация приводов
Механизмы для передачи и преобразования движения. Параметры приводов МС, требования, предъявляемые к их способу управления, быстродействию и точности. Схема привода манипулятора. Применение пневматических приводов в МС. Классификация способов управления.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.08.2013 |
| Размер файла | 252,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция
Приводы мехатронных систем. Способы управления МС. Классификация приводов
Привод, как известно, включает, прежде всего, двигатель и устройство управления им. Кроме того, в состав привода могут входить различные механизмы для передачи и преобразования движения (редукторы, преобразователи вращательного движения в поступательное и наоборот), тормоз и муфта.
К приводам, применяемым в МС, предъявляют весьма жесткие специфические требования. В связи с необходимостью встраивания приводов в рабочие органы МС -- в манипуляторы и системы передвижения -- габариты и масса приводов должны быть минимальными. Приводы в МС работают в основном в неустановившихся режимах и с переменной нагрузкой. При этом переходные процессы в них должны быть практически неколебательными. Важными параметрами приводов МС являются также надежность, стоимость, удобство эксплуатации. Требования, предъявляемые к их способу управления, быстродействию и точности, непосредственно определяются соответствующими требованиями к МС в целом. В частности, обычно требуется, чтобы скорость поступательного движения на выходе приводов МС в среднем составляла от долей до нескольких м/с при погрешности отработки перемещения, равной долям миллиметра.
В МС нашли применение практически все известные типы приводов: электрические, гидравлические и пневматические; с поступательным и вращательным движением; регулируемые (по положению и скорости) и нерегулируемые; замкнутые (с обратной связью) и разомкнутые; непрерывного и дискретного действия (в том числе шаговые).
На рис. 1 приведена типовая схема привода манипулятора. Наряду с общей обратной связью по положению в схеме имеется обратная связь по скорости, которая играет роль корректирующей гибкой обратной связи и часто, кроме того, служит для управления скоростью. В тех случаях, когда механизм М является редуктором и понижает скорость, датчик скорости ставится не как показано на рисунке, а на выходе двигателя перед механизмом, чтобы увеличить снимаемый с датчика сигнал по скорости. Устройство управления может быть непрерывного действия, релейным, импульсивным или цифровым.
Рис.1 Типовая схема позиционного привода манипуляторов:
Д -- двигатель; М -- механизм передачи и преобразования перемещения; ДП, ДС -- датчики положения и скорости; УУП1, УУП2 -- составные части устройства управления УУП
Применение пневматических приводов в МС объясняется их дешевизной, простотой и соответственно надежностью. Правда, эти приводы плохо управляемы и поэтому используются в основном как нерегулируемые с цикловым управлением. Пневматические приводы применяют только в роботах небольшой грузоподъемности -- до 10 кг, реже 20 кг.
Гидравлические приводы наиболее сложны и дороги по сравнению с пневматическими и электрическими. Однако при мощности 500--1000 Вт и выше они обладают наилучшими массогабаритными характеристиками и поэтому являются основным типом привода для тяжелых и сверхтяжелых МС. Гидравлические приводы хорошо управляются, поэтому они нашли также применение в МС средней грузоподъемности, для которых требуются высококачественные динамические характеристики.
Электрический привод, несмотря на его хорошую управляемость, простоту подвода энергии, больший к.п.д. и удобство эксплуатации имеет худшие массогабаритные характеристики, чем пневматический и гидравлический приводы. Прогрессивное увеличение в последние годы доли электромеханических МС в общем парке мехатронных устройств в мире вызвано быстрым прогрессом в создании новых типов электрических двигателей, изначально предназначенных для роботов и позволяющих создавать более компактные комплектные приводы всех требуемых типов. На сегодня основная область применения электрических приводов в мехатронике -- это устройства средней грузоподъемности (десятки килограмм), легкие МС с высококачественным управлением и мобильные роботы.
Для иллюстрации сказанного на рис. 2 и 3 приведены обобщенные сравнительные характеристики различных типов приводов по удельной мощности и стоимости. При расчете удельной мощности пневмоприводов учитывалась масса аппаратуры подготовки воздуха, гидроприводов -- масса гидростанции, которые входят в конструкцию МС.
Рис. 2. Удельная мощность (отнесенная к весу) электрических (Э), гидравлических (Г) и пневматических (П) приводов в зависимости от их абсолютной мощности
Рис. 3 Удельная стоимость электрических (Э), гидравлических (Г) и пневматических (П) приводов в зависимости от их мощности
Способы управления МС. В мехатронике существуют 3 задачи управления: управление манипуляторами, системой передвижения и совместное управление группой мехатронных устройств. Применяемые для решения этих задач способы управления можно классифицировать следующим образом.
По степени участия человека в процессе управления существуют системы:
автоматического;
автоматизированного;
ручного управления.
По типу алгоритма автоматического управления различают системы:
программного;
адаптивного;
интеллектуального управления.
По типу движения существуют системы управления:
непрерывные (контурные);
дискретные позиционные (шагами "от точки к точке");
* дискретные цикловые (с одним шагом по каждой координате).
(В отечественной литературе дискретное позиционное управление часто называется просто позиционным.)
По виду управляемых переменных различают системы управления:
положением (позицией);
скоростью;
силой (моментом);
Применительно к управлению манипуляторами эти способы означают управление абсолютными координатами его рабочего органа хР,, его скоростью хр и силой QP.
Часто перечисленные способы управления применяются в комбинации одновременно по разным координатам, в виде некоторой функциональной зависимости одной управляемой переменной от другой или путем последовательного перехода от одного способа управления к другому.
манипулятор пневматический привод
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурная схема гидравлических приводов. Классификация и принцип работы гидравлических приводов по характеру движения выходного звена гидродвигателя, по возможности регулирования, по схеме циркуляции рабочей жидкости, по типу приводящего двигателя.
реферат [528,2 K], добавлен 12.04.2015Классификация и особенности приводов. Принципы и критерии их выбора. Типы преобразующих механизмов. Общие сведения, функции и классификация систем управления и средства блокировки. Типы и построение цикловых диаграмм работы механизированных устройств.
контрольная работа [468,4 K], добавлен 16.07.2015Изменение кинематики приводов подач вальцешлифовального станка. Замена устаревших ДПТ на современные высокомоментные синхронные двигатели. Определение скорости рабочего и быстрого ходов. Момент инерции вала. Электрическая схема управления станка.
дипломная работа [143,1 K], добавлен 03.04.2011Обзор приводов и систем управления путевых машин. Расчет параметров привода транспортера. Разработка принципиальной гидравлической схемы машины. Расчет параметров и подбор элементов гидропривода, механических компонентов привода и электродвигателей.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 19.04.2011Структурная схема роботоконвейерного комплекса, основные требования технологического процесса, принцип работы приводов механизмов. Функциональная схема системы логического управления и структурная схема следящего механизма, описание управляющих сигналов.
курсовая работа [165,2 K], добавлен 13.09.2010Способы проектирования гидросхемы приводов, которая предназначена для автоматизации основных операций, выполняемых на машине для сварки трением при использовании элементов гидроавтоматики. Подбор гидроцилиндров, выбор насосной станции. Расчет потерь.
курсовая работа [184,3 K], добавлен 28.02.2011Автоматизация мелкосерийного производства с помощью электронных систем программного управления (ЭСПУ). Назначение технологического оборудования (станка), электропривода и ЭСПУ. Элементная база узла электроавтоматики станка - магазина инструментов.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 26.06.2013Понятие гидропривода. Описание особенностей типовых гидравлических приводов станочного оборудования. Изложение основных принципов их проектирования, а также методики и основных этапов расчета гидравлических систем гидроприводов станочного оборудования.
учебное пособие [3,4 M], добавлен 26.12.2010Описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства. Описание принципиальной электрической схемы автоматического управления. Расчет силовых приводов. Выбор системы управления, структурной схемы автоматического управления.
курсовая работа [491,3 K], добавлен 16.01.2014Выбор элементов следящего привода: исполнительного двигателя, электромашинного усилителя, чувствительного элемента. Синтез системы управления методом типовых нормированных характеристических уравнений. Исследование и анализ разработанной системы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.09.2014Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода. Параметры зубчатой передачи первой быстроходной ступени. Создание компоновочной схемы коробки передач. Расчет тихоходного вала. Конструирование корпусных деталей. Выбор типа смазки.
курсовая работа [465,4 K], добавлен 23.04.2012Тип подъемника, назначение, его технические данные. Расчет мощности электродвигателей приводов механизма. Циклограмма работы электроприводов и цепи управления. Выбор питающего напряжения и рода тока. Возможные неисправности в работе схемы управления.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 18.11.2016Обзор компоновок и технических характеристик станков, приводов главного движения, аналогичных проектируемому станку. Кинематический и предварительный расчет привода. Обоснование размеров и конструкции шпиндельного узла. Разработка смазочной системы.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 18.01.2013Структура цехов предприятия, занимающегося водоснабжением г. Соликамска. Назнчение и контролируемые параметры автоматизированной системы управления водозабором. Регулирование частоты вращения электродвигателей насосов с помощью частотных приводов.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 31.07.2010Назначение группового, однодвигателевого, многодвигателевого привода. Типы передач механических приводов: зубчатые (цилиндрические и конические), передачи с промежуточной гибкой связью, передачи винт-гайка. Расчет частот, мощностей и вращающих моментов.
курсовая работа [391,7 K], добавлен 15.06.2009Характеристика промышленных роботов как автономного устройства, состоящего из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления. Типы управления промышленными роботами. Классификация и конструктивно-технологические параметры ПР.
реферат [23,4 K], добавлен 29.01.2010Расчeт и выбор элeктрооборудования круглошлифовального станка 3А243. Кинематическая схема и назначение приводов. Расчет мощности электродвигателей механизма, питающего напряжения, рода тока. Выбор кабелей, трансформаторов управления и защитной аппаратуры.
дипломная работа [620,4 K], добавлен 18.11.2016Срок службы приводного устройства. Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя, передаточного числа приводов и его ступеней, силовых и кинематических параметров привода. Выбор материала зубчатой и червячной передачи.
курсовая работа [193,2 K], добавлен 18.07.2015Классификация систем управления и их характеристики. АСУ ТП с вычислительным комплексом в роли советчика. Система автоматического регулирования. Классификация стали и особенности ее производства конверторным, мартеновским и электроплавильным способом.
реферат [40,7 K], добавлен 08.12.2012Описание станка и принципа его работы. Рассмотрение приводов пильных валов и подающих вальцов. Построение структурной схемы автоматизации с помощью лазерной системы видения. Расчет привода главного движения. Техническое нормирование времени операций.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 27.10.2017
