摘要
对大型锻件的需求增加导致重型锻造机械手的开发和创新。除了巨大的承载能力外,一些机器人特征,如力的感知,美味和灵活性,锻造机械手也应该拥有。该工作的目的是通过机械,液压和控制场的方法组合,开发一种具有机器人特征的重型锻造机械手。本文通过对新型锻造机械手的运动学分析,考虑锻造机械手的功能和运动,提出了操纵器的控制策略。实现了锻造机械手液压致动器的混合压力/位置控制。通过在我所研究所的新型液压锻造机械手的真正原型的实验验证了控制方法的可行性。使用可编程逻辑控制器执行锻造机械手的智能控制,该控制器适用于工业应用。
1.介绍
在开放模具或自由锻造中使用机械手可以追溯到大约60年前,当时欧洲和美国都开始发展。从那时起,用于重工件的机械手,即重量在200吨以上的机械手,得到了稳步的发展,目前已有一些计算机控制的全自动锻压机械手正在使用[<一个href="#B1">1一个>].由于控制系统的实际使用,运营商从精神压力释放,运营商的培训期减少,锻造质量的均匀性得到改善,达到了更高的生产率[<一个href="#B2">2一个>].
操纵器的控制涉及连续旋转和增量角旋转模式的旋转控制。操纵器位置需要用压机进行集成控制,以达到每个压力行程的英寸,同时补偿工件长度由于工件的横截面区域减小而增加[<一个href="#B3">3.一个>].Vitscheff [<一个href="#B4">4一个>证明了在锻造过程中使用机器人操纵工件时需要依从性控制。具体来说,在锻造过程中,通过操纵工件施加在机械手上的外力必须最小化,以避免对机器人机构造成损坏。
采用ASEA机器人作为开式模锻机械手。ASEA机器人有一个内置的英特尔微处理器,控制其手臂和夹持器在五个轴上的运动。该机器人与现场液压机配合使用[<一个href="#B1">1一个>,<一个href="#B5">5一个>,<一个href="#B6">6一个>].研究了神经网络在锻造机器人柔顺控制中的应用。通过全动态系统仿真评估基于神经网络的合规控制模块的有效性[<一个href="#B7">7一个>,<一个href="#B8">8一个>].1999年建于200 kN和400 knm机械手的一体化锻造工厂,25 MN开放式压力机,由200 kN和400 knm操纵器建造。工件通过两个轨道的机械手,通过闭合液压电路驱动的旋转和行驶运动,以降低能量消耗和冲击和改善定位[<一个href="#B9">9一个>].具有载带容量为1600 kN和4000 knm负载力矩的轨道锻造机械手在JSW时开始运行。操纵器支撑直线剥离运动以及由于特殊杠杆装置而有可能的准确且稳定的定位[<一个href="#B10">10一个>].
对大型锻件的需求增加导致了各种各样的发展和创新,提高了质量和生产力。已经进行了许多努力来研究和开发重型锻造机械手。近年来的研究重点关注锻造机械手的机制,如运动学建模和分析[<一个href="#B11">11一个>,<一个href="#B12">12一个>];动态载荷分析、动态稳定性和行为[<一个href="#B13">13一个>- - - - - -<一个href="#B15">15一个>];性能分析和优化[<一个href="#B16">16一个>,<一个href="#B17">17一个>].
锻造机械手不仅是一种具有巨大承载能力的设备,而且还有一种具有美味和灵活性的机器人,能够用力感知轻轻地拾取和放下工件。遵守是重型锻造机械手的另一种必要的能力。重要的是促进质量,操纵器保护,减少重载的影响,节能。这项工作的整体目标是通过机械,液压和控制场中的方法组合,开发具有机器人特征的重型锻造机器人。进行了新型锻造机械手的运动学分析。在此基础上,建议考虑锻造机械手的功能和动作,提出了操纵器的控制策略。实现了锻造机械手液压致动器的混合压力/位置控制。我们研究所新型液压锻造机械手的实际原型的控制达到了智能控制的目标。
2.控制对象模型
这项工作侧重于新型轨道安装的锻造机械手,用于集成开放式锻造设备中的重型操纵。该串行平行锻造机械手在我们的研究所是新设计的。它的CAD模型如图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/jr/2011/530247/fig1/" target="_blank">1一个>.