Kovács Ernő 1, Füves Vktor 2 1,2 Elektrotechnka és Elektronka Tanszék Mskolc Egyetem 3515 Mskolc-Egyetemváros tel.: +36-(46)-565-111 mellék: 12-16, 12-18 fax : +36-(46)-563-447 elkke@un-mskolc.hu 1, elkfv@un-mskolc.hu 2 2008. november 10-14.
Előadás főbb témá Projekt leírás Robot rendszer eleme Mechanka Csuklók Hullámhajtómű Fogasszíj hajtás Aktuátor Vezérlés Szmulácó 1 / 24
Projekt leírás fx telepítésű, karos robot R 5 típusú hullámhajtóművel és fogasszíjhajtással a csuklókban 2 / 24
Projekt főbb lépése knematka és dnamka vzsgálatok robot lneárs modelljének megalkotása a robot rendszer nem-lneárs modelljének létrehozása, nagy hangsúlyt fektetve az aktuátorok modelljere a robot vezérlőrendszerének a megtervezése mérések készítése az alkotott modell htelesítésére, valdálás 3 / 24
Robot, mnt mechanzmus a robot szerkezet knematka lánccal modellezhető kapcsolódó tagok: merev, przmatkus, karcsú rúdként vehetők fgyelembe 1 szabadságfokú csuklók kötk össze a tagokat, ahol a Coulombe-féle súrlódás elhanyagolható 4 / 24
Mechanka modell HD s a l 1 q 1 / 2 0 0 q 0 l 2 2 0 q 3 0 l 3 q 4 0 / 2 / 2 0 l q 5 5 0 0 5 / 24
Knematka feladatok Drekt knematka feladat (1) T n 0n T 01 T 12 T n 1, n T j 1, j j j 1 1,...,5 q 1 X Y q 5 Z Inverz knematka feladat X Y Z Numerkus közelítő eljárás v. zárt alakú megoldás q 1 q 5 6 / 24
Drekt knematka feladat Drekt knematka feladat megoldása GUI segítségével 7 / 24
Sclab ngyenes matematka környezet nagy beépített függvénykönyvtár mnmáls rendszerkövetelmények platform függetlenség Sccos grafkus rendszer modellező, hbrd rendszerek modellezésére s alkalmas dnamkusan fejlődő csomagok 8 / 24
Mechanzmus dnamkája F -1, : az -1. tagról az. tagra átadódó belső erő; m :. tag tömege; M,-1 : az -1. tagról az. tagra átadódó belső nyomaték; CoG r -1, : az -1. KR-ből az. tag tömegközéppontjába mutató helyvektor; J :. tag tehetetlenség nyomaték mátrxa ω : az. tag szögsebessége (2) F, 1 F 1, m (g a ) ε : az. tag szöggyorsulása (3) M, 1 M 1, r 1, F 1, CoG r 1, (g a )m J J 9 / 24
Csukló modell - Hullámhajtómű (4) (5) (6) (7) 10 / 24 M h h hullám t h hullám t hullám M M t hullám M t M h hullám M m m 0 hullám m m 0 M t : mechanzmusból adódó terhelőnyomaték M h : hullámhajtómű kmenet nyomatéka = bordásszíj bement nyomatéka α t : a szükséges szögelfordulás a mechanka mozgatásához ω t : a szerkezet mozgatásához szükséges szögsebesség ω h : hullámhajtómű kmenet szögsebessége hullám : hullámhajtómű névleges áttétel η hullám : hullámhajtómű hatásfoka
Csukló modell - Hullámhajtómű 11 / 24
Csukló modell Fogasszíj modell ω m α m M m J d1 d 1 Ø0,40 c R d R d R c R J d2 M h d 2 Ø0,97 ω h α h J d1 : motortengely lévő bordásszíj tárcsa tehetetlenség nyomatéka J d2 : hullámhajtómű tengelyére szerelt tárcsa tehetetlenség nyomatéka d 1, d 2 : tárcsaátmérők M m : motor hajtónyomatéka ω m : motor szögsebessége α m : motor szögelfordulása szíj : bordásszíj hajtás névleges áttétele d R : csllapítás tényező c R : csavarás merevség (8) (9) 12 / 24
Csukló modell Fogasszíj modell 13 / 24
Aktuátor modell (10) (11) U J a R K a m I I a a L C a v di dt a M t K g I a : armatúra áram U a : armatúra feszültség R a : armatúra ohmos ellenállása L a : armatúra nduktvtása M t : terhelő nyomaték a motor tengelyén J: tehetetlenség nyomaték K g : gerjesztés állandó K m : motor állandó C v : veszteség tényező 14 / 24
Aktuátor modell 15 / 24
Rendszer működése 1. tengely szervohajtása 1. tengely Központ rányító egység v 1 x a 3. tengely szervohajtás Hajtás szabályozó α ω I Egyenáramú motor... Érzékelő Hajtáslánc Érzékelők 3. tengely Robot mechanka 5. tengely szervohajtása 5. tengely 16 / 24
Egyk tengely szervohajtása 17 / 24
Szmulácó q start q vég [-70, 0, -35, -40, -100] 0 2s [40, 40, -20, 40, 40] 18 / 24
3. csukló paraméterek Szmulácó φ ω ε M 19 / 24
3. csukló paraméterek Szmulácó φ ω ε M 20 / 24
3. csukló paraméterek Szmulácó φ ω ε M 21 / 24
Szmulácó 22 / 24
Összefoglaló Elkészült a robot első közelítésű knematka és dnamka modellje A felépített rendszer eleme között helyet kapott a hajtáslánc tagjanak és a törpemotorok első közelítést jelentő modellje A rendszer kbővítésével a későbbekben lehetőség nyílhat más paraméterek vzsgálatára. Pl.: rezgésvzsgálat 23 / 24
Továbblépés lehetőségek Az alkalmazott mechanka modell fnomítása (pl.: Másodfajú Lagrange egyenletek használata) Az aktuátor modellek fnomítása, hullámhajtómű modell módosítása Más paraméterek vzsgálata, mnt például rezgésvzsgálat Inverz knematka tsztázása 24 / 24
Köszönöm a fgyelmet!