Введение
Глава 1. Сравнительный обзор и анализ методов и средств автоматизации технологических процессов Постановка задачи исследований 13
1.1. Анализ тенденций развития современного автоматизированного мелкосерийного производства (на примере холодной штамповки) 16
1.1.1. Тенденции развития современного автоматизированного производства 16
1.1.2. Основные направления автоматизации мелкосерийного производства (на примере холодной штамповки) 25
1.2. Особенности конструкции, технологические требования к функциональным возможностям и основные направления развития промышленных роботов 31
1.2.1. Общая характеристика ПР 31
1.2.2. Особенности конструкции и основные тенденции развития промышленных роботов 34
1.3. Характеристики и тенденции развития манипуляционного вспомогательного оснащения РТК 38
1.4. Динамические аспекты разработки роботизированных производств холодной штамповки 47
1.4.1. Проблемы упругих колебаний и особенности динамики исполнительных механизмов ПР 47
1.4.2. Способы и средства ограничения упругих колебаний ПР 49
1.5. Формулирование принципов создания манипуляционного оснащения РТК холодной штамповки 55
1.6. Цели и задачи исследования 60
Глава 2. Разработка методологии проектирования и манипуляционного оснащения РТК мелкосерийного производства (на примере листовой штамповки) 62
2.1. Разработка методологии проектирования РТК холодной штамповки 63
2.1.1. Анализ и систематизация объектов производства и РТК 63
2.1.2. Методология обследования и анализа объектов автоматизации 63
2.1.3. Методология проектирования и разработки РТК 66
2.1.4. Принципы построения и требования к модульным накопительно-ориентирующим устройствам РТК 76
2.2. Накопительно-ориентирующие устройства для РТК штамповки 77
2.3. Особенности работы устройства и его динамическая модель 81
2.3.1. Расчет косозубой муфты НОУ 81
2.3.2.Разработка динамической модели пневмопривода вращения поворотного стола 84
2.4. Экспериментальные исследования динамических и точностных характеристик 87
2.5. Технические решения по улучшению динамических характеристик и повышению точности накопительного-ориентирующих устройств 91
2.5.1. Устройство с компенсацией момента инерции поворотного стола 91
2.5.2. Устройство с клиновым тормозным механизмом 94
2.5.3. Устройство с шарнирным креплением кассет 96
2.5.4. Устройство с гидравлическим демпфером 97
2.5.5. Устройство с гидравлическим демпфером переменного сопротивления 100
2.5.6. Устройства, расширяющие возможности НОУ 106
2.6. Дополнительные унифицированные элементы вспомогательного оснащения 110
2.7. Схемы вспомогательного оснащения РТК, построенного на базе высокоскоростных простейших модулей промышленных роботов 115
2.8. Выводы по второй главе 117
Глава 3. Расчетные схемы и динамические модели механизмов роботов и вспомогательных устройств 118
3.1.Экспериментальные исследования жесткости и точности исполнительных органов промышленных роботов 118
3.1.1. Исследования жесткости ИОПР 118
3.1.2. Исследование точности позиционирования ИО ПР 126
3.2. Расчетные схемы исполнительных механизмов типовых роботов 131
3.3. Динамические модели исполнительных механизмов ПР 141
3.4. Исследование упругих колебаний исполнительных механизмов в режиме позиционирования 151
3.5. Выводы по главе 157
Глава 4. Методы управления динамическими параметрами манипуляционной оснастки на основе алгоритмов изменения структуры 158
4.1. Методика выбора и алгоритмы управления электропривода модульного накопительно-ориентирующего устройства 158
4.2. Позиционирование промышленного робота при переключении труктуры цепи управления 167
4.2.1. Регулирование в пределах максимально допустимого напряжения 169
4.2.2. Регулирование с ограничением пускового напряжения 171
4.2.3. Переключение структуры по алгоритму, обеспечивающему максимальное быстродействие 173
4.3. Исследование адаптивных пневматических демпферов и упоров с управляемой жесткостью 176
4.4. Выводы по главе 4 183
Глава 5. Динамика и управление движением манипуляционной оснастки с приводами использующими аккумуляторы механической энергии 185
5.1. Динамика резонансного привода манипулятора с позиционным управлением 186
5.2. Динамика и управление пневмомеханическим приводом накопительно-ориентирующего устройства 198
5.3. Исследование прецизионного пневмопривода промышленного робота для точной ориентации заготовок 207
5.4.Выводы по главе 5 214
Основные результаты и выводы 216
Список литературы 219
Приложение. Внедрение результатов диссертационной работы 231
