CC BY
68
Секция
«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ»
УДК 621.865.8
Т. А. Винидиктова, А. В. Киященко Научный руководитель - Н. Л. Ручкина Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МОДЕЛИРОВАНИЕ РУКИ МАНИПУЛЯТОРА
На основании построенной математической модели рассматривается возможность синтеза руки манипулятора с заданными динамическими характеристиками.
При проектировании звеньев манипулятора обычно стремятся удовлетворить требованиям высокой жесткости элементов. Однако не всегда удается уменьшить упругую податливость элементов до приемлемых значений из-за конструктивных ограничений на массу и габаритные размеры звена. Податливость элементов приводит к появлению, при движении или в момент захвата объекта манипулирования, упругих колебаний звена. Упругие колебания вызывают увеличение динамических нагрузок, снижают быстродействие и точность отработки программных движений. Поэтому при проектировании манипуля-
тора целесообразно учесть упругую податливость элементов.
Целью данного исследования является синтез звена, обеспечивающего заданные динамические свойства руки манипулятора при захвате перемещаемой детали.
Расчетная схема руки манипулятора приведена на рис. 1. Рука массой М под действием силы Р(() перемещается в направлении «х». При захвате детали массой т она может перемещаться в направлении «у» Рука характеризуется жесткостью к и коэффициентом сопротивления Ь.
У
я// ь 1
N т
1
к -уЛДЛААЛ^\-
Рис. 1. Расчетная схема руки манипулятора
Коэффициенты числителя ПФ
V0 ¥
коэффициенты характеристического уравнения руки РбЭКЦИЯ руКИ N ЗНИПуЛЯТОр 3
ш
У
Передаточная функция
Х(8) -0,1 ¥(8)
5 + 105 + 50 **
о- -250и--500и--750и- 1ТЗ ^ -1т-1— 1 -1,25т-■1 1,5т -1,75т--2т-
0 200т 400т 600т 300т 1 1,2 1,4 1,6 Бремя, с
Рис. 2. Лицевая панель виртуального прибора
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Построим математическую модель руки [1]. На массу m действуют силы инерции, силы упругости и силы сопротивления
т-
dtl
, , -V
-ft.г
На массу M действуют силы инерции и сила F(f)
Выполнив алгебраические преобразования и преобразования Лапласа, получим
где 5 - оператор Лапласа.
Передаточная функция системы
Для оценки реакции руки манипулятора на единичное ступенчатое воздействие проведено моделирование в среде LabVIEW с использованием модуля
Control Design [2]. Лицевая панель виртуального прибора приведена на рис. 2.
Если выбрать значения Jtf = 10 -
Ь к
— = _; — = Е0, то время переходного процесса
те. m
составит 0,9 с. Регулировать динамические характе-
k
ристики руки можно изменением параметров —
ill
иа — (изменение времени переходного процесса) м
или M (изменение амплитуды выходного сигнала).
Разработанную математическую модель можно использовать на этапе проектирования для синтеза конструкции с заданными динамическими характеристиками.
Библиографические ссылки
1. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления / пер. с англ. Б. И. Копылова. М. : Лаборатория базовых знаний, 2004. 832 с. : ил.
2. Жуков К. Г. Модельное проектирование встраиваемых систем в LabVIEW. М. : ДМК Пресс, 2011. 688 с.
© Винидиктова Т. А., Киященко А. В., 2013
УДК 621.923.9
В. А. Ворожейкин, В. А. Будьков, Л. П. Сысоева Научный руководитель - А. С. Сысоев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Предложена схема для микропроцессорного контроля параметров абразивно-экструзионной обработки. Выбрана система усиления для датчика давления. Предложена схема преобразователя для датчика температуры.
Одним видов финишной обработки является абра-зивно-экструзионная обработка (АЭО), заключающаяся в снятии слоя материала с поверхности обрабатываемого канала при перепрессовывании под давлением через него рабочей среды (РС), состоящей из вязкоупругой основы, наполненной твердыми рабочими элементами (чаще всего - абразивными или алмазными зернами). При этом формируется направленный поток, на поверхности которого расположены абразивные зерна. Поток обеспечивает взаимодействие активных зёрен с микронеровностями поверхности, которое и удаляет микронеровности с поверхности обрабатываемого канала [1].
В настоящее время при АЭО применяются механические приборы в комплекте с датчиками, для контроля параметров обработки. Для измерения давления используется датчик избыточного давления ДДИ-20, а для измерения температуры датчик ТП-085.
Датчик ДДИ-20 предназначен для измерения быс-тропеременных давлений в пневматических и гидравлических системах. Состоит из выносного чувст-
вительного элемента (первичного преобразователя) и электронного блока (вторичного преобразователя), соединенных между собой кабелем. В качестве чувствительного элемента первичного преобразователя используется серийный индуктивный преобразователь ДДИ-20. Основным достоинством этого преобразователя является работоспособность при воздействии на него механических вибраций, ударных нагрузок с ускорением, а так же его работа в прямом контакте не только с «чистыми» средами, неагрессивными по отношению к нержавеющей стали, но и содержащими твердые частицы (пульпы, смеси с песком и т. д.).
Датчик измерения температуры ТП-085 предназначен для измерения температуры низкокипящих и агрессивных жидкостей и газов в диапазоне температур от -260 °С до +300 °С при максимальном давлении 60 МПа. Представляет собой терморезистор с сопротивлением при 0 °С - 100 Ом.
Контроль параметров АЭО заключается в постоянном измерении давления и температуры РС в зоне
