ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Автоматизация технологических процессов является важнейшим фактором в интенсификации производства, поскольку позволяет заменить ручной труд на более продуктивный, особенно в тех операциях, которые требуют высокой точности, связаны с вредными, тяжелыми или опасными работами. В этом контексте, робототехника играет важную роль в решении этих проблем.

В рамках данной работы предлагается новый подход к параметрическому синтезу системы управления, основанный на использовании современных методов оптимизации и учете динамических свойств электропривода и механической части робота. В отличие от традиционных методов, предлагаемый подход позволяет учитывать нелинейности и взаимосвязи между параметрами системы, что обеспечивает более точную настройку регуляторов и, как следствие, улучшение динамических характеристик и точности позиционирования. Важной особенностью разработанного метода является возможность его адаптации к различным типам промышленных роботов и условиям эксплуатации.

Выбор сервоприводов для промышленных манипуляторов одна из важных задач в выстраивании системы управления, которая зависит от нескольких технических характеристик, включая конструкцию манипулятора, его рабочую зону, максимальную грузоподъемность, кинематику и динамику движения. Выстраивая аналогию между промышленными манипуляторами PUMA-560 и FANUC LR Mate 200iD/7, которые подходят для задач, где требуется высокая точность и маневренность, рассмотрим сравнительные технические характеристики.

• Грузоподъемность: FANUC LR Mate 200iD/7 имеет значительно большую грузоподъемность (7 кг против 2.5 кг).
• Точность: Точность FANUC LR Mate (±0.02 мм) немного ниже, чем у манипулятора PUMA-560 (0.01 мм), но все равно остается на высоком уровне.
• Скорость и ускорение: FANUC LR Mate обладает сопоставимой скоростью, но значительно большим ускорением (5 м/с² против 4.8 м/с²).
• Рабочая зона: Рабочая зона FANUC LR Mate немного больше (0.7–0.9 м против 0.7 м).
• Привод схвата: Привод схвата у FANUC LR Mate осуществляться как пневматическим, так и электрическим приводом (против пневматического у PUMA-560).
• Масса: FANUC LR Mate значительно легче (25–35 кг против 53 кг), что упрощает его монтаж и перемещение.

FANUC LR Mate 200iD/7 (яп. Fuji Automation NUmerical Control) — это современный, компактный и высокопроизводительный робот, который подходит для задач сборки, паллетирования, обработки материалов и других промышленных операций.

PUMA-560 (англ. Programmable Universal Machine for Assembly) ― промышленный манипулятор, предназначенный для автоматизации сборочных процессов. Манипулятор состоит из шести звеньев, каждое звено оснащено электронным приводом с измерителями угловой скорости и ускорения, что позволяет управлять его положением и перемещаться в трехмерном пространстве с точностью до миллиметра. Система управления манипулятором осуществляется посредством ЭВМ.

Преимущества FANUC LR Mate 200iD/7:

• Высокая скорость вращения звеньев.
• Компактность и легкость конструкции.
• Современная система управления, обеспечивающая высокую точность и производительность.

Эти характеристики делают FANUC LR Mate 200iD/7 идеальным выбором для задач, требующих высокой скорости и точности, таких как сборка, паллетирование и обработка материалов.

Статья посвящена актуальной проблеме проектирования систем управления электроприводов промышленных роботов, что обусловлено растущими требованиями к точности, скорости и адаптивности в условиях автоматизации производства. 

Работа вносит вклад в развитие методов параметрического синтеза, предлагая решения для как классических (PUMA-560), так и современных (FANUC LR Mate) роботов. Результаты могут быть использованы инженерами для оптимизации управления электроприводами в различных отраслях промышленности. Дальнейшие исследования могут быть направлены на внедрение методов в реальные производственные линии и расширение их на многокритериальные задачи.