Курсовая работа: Элементы системы управления сварочным манипулятором интегрированной системы

Рисунок 1.1 – Схема питания АД от источника тока

Так как в схеме на рис. 1.1 обмотки статора питаются неизменным током, уравнения механической характеристики запишутся в виде:

(1.1)

При невысоких требованиях к электроприводу можно пользоваться статическими характеристиками АД. При достаточно высоких требованиях к динамическим характеристикам асинхронного электропривода и работе АД на линейном участке статической механической характеристики целесообразно пользоваться понятием динамической механической характеристики, уравнение которой имеет вид:

,(1.2)

или

,(1.3)

где – момент АД, ; – электромагнитная постоянная времени, с;

производная момента по скорости в точке, относительно которой анализируется динамический процесс. Другими словами, – это модуль жесткости линеаризированной механической характеристики и может быть определена по формуле:

.(1.4)

В системе преобразователь частоты – двигатель (ПЧ-АД) (рис. 1.1):

,(1.5)

где – число пар полюсов двигателя.

Постоянная времени рассчитывается по уравнению:

.(1.6)

Структурная схема асинхронного электромеханического преобразователя, линеаризированного в пределах рабочего участка механической характеристики, показана на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 – Структурная схема линеаризированного асинхронного механического преобразователя.

При высоких требованиях к электроприводу и широком диапазоне изменения параметров следует пользоваться полной системой (1.1). Дополнив уравнения (1.2 – 1.6) уравнением движения электропривода, получим систему уравнений, которой соответствует представленная на рис. 1.3 структурная схема системы ПЧ-АД (ИТ-АД).

Параметры и в этой структуре должны соответствовать требуемому режиму работы электромеханического преобразователя: или .

Рисунок 1.3 – Структурная схема линеаризированной системы ИТ-АД.

1.2 Характеристика промышленного робота «Универсал-5.02»

Промышленный робот «Универсал-5.02» относится к классу универсальных и может быть использован для автоматизации погрузочно-разгрузочных работ при выполнении различных технологических операций, в том числе при выполнении сварочных работ.

Промышленный робот «Универсал-5.02» представляет собой автоматическую машину, состоящую из исполнительного устройства в виде манипулятора У-5.02 с шестью степенями подвижности (рис. 1.4), перепрограммируемого устройства программного управления АСП-1 с силовым преобразователем ПТ6-У.5.02 для выполнения в производственном процессе управляющих и двигательных функций.

Рисунок 1.4 – Кинематическая схема манипулятора «Универсал-5.02»

Управление такой машиной требует реализации характерных алгоритмов разгона-замедления степеней подвижности, адаптации к нагрузке путем автоматической или полуавтоматической коррекции параметров следящего контура для обеспечения заданного качества процесса позиционирования.

Так как скорости перемещения захватного устройства манипулятором весьма значительны и достигают 1м/с, а требования к погрешности позиционирования при выполнении сварочных работ, не должны превышать 0,02%, решение этой задачи представляет определенные трудности.