Проектирование роботехнических средств для поточных линий прядильного производства (стр. 10 из 23)

,

где

– ошибка позиционирования при первом взаимодействии рабочих органов; – скорость перемещения рабочего органа.

Для надежного функционирования PC при разработке циклограммы последнего требуется выполнить условие:

,

где

– допуск позиционирования рабочего органа, определяемый условиями работы PC.

При последнем взаимодействии рабочих органов ошибка их позиционирования

относительно друг друга равна:

,

т.е. имеет место накапливание ошибки позиционирования и снижение надежности работы PC. Для того чтобы указанный фактор не оказывал влияния на нормальное функционирование PC, при разработке циклограммы последнего необходимо выполнить следующее условие:

.

Анализ выражений, показывает, что для соблюдения требования и повышения надежности работы PC при разработке его циклограммы следует произвести либо одно из нижеперечисленных действий, либо сочетание из нескольких этих действий:

1) уменьшение числа d взаимодействий между двумя рабочими органами;

2) уменьшение ошибки позиционирования

при первом взаимодействии рабочих органов;

3) уменьшение диапазона времени

запаздывания передачи от привода PC к его исполнительным органам;

4) уменьшение скорости перемещения

рабочего органа;

5) исключение взаимодействия рабочих органов с суммарным временем запаздывания

, равным и соответственно, либо сведение этого взаимодействия к одному разу, либо уменьшение значения , либо увеличение значения ;

6) уменьшение числа

зубчатых и цепных передач в кинематической цепи исполнительного органа;

7) уменьшение величин

максимальных боковых зазоров в передачах кинематической цепи исполнительного органа;

8) увеличение чисел

оборотов ведущих звеньев в передачах кинематической цепи исполнительного органа;

9) увеличение стандартных модулей

в зубчатых передачах кинематической цепи исполнительного органа;

10) увеличение чисел

зубьев ведущих звеньев в передачах кинематической цепи исполнительного органа;

11) уменьшение углов

, равных половинам соответствующих углов раствора начальных конусов ведущих звеньев конических ортогональных зубчатых передач, входящих в кинематическую цепь исполнительного органа;

12) увеличение шагов цепей

в цепных передачах, входящих в кинематическую цепь исполнительного органа.

Из приведенного перечня следует исключить пп. 4, 9…12 по следующим причинам:

– уменьшение параметра

противоречит п. 8; кроме того, для повышения эффективности работы PC необходимо уменьшить время выполнения им рабочего цикла по обслуживанию текстильной машины;

– увеличение параметров

или повлечет за собой увеличение габаритных размеров передач, следовательно, увеличится металлоемкость и габаритные размеры всего PC;

– увеличение углов

исключаем потому, что в существующих конструкциях PC они приняты равными ;

– увеличение шагов цепей

исключаем потому, что в существующих конструкциях PC они приняты равными 12,7 мм.

Очевидно, что кардинальным решением взаимосвязанных проблем повышения надежности работы PC, увеличения степени его быстродействия и синхронизации движений его исполнительных органов является применение в его конструкции беззазорных зубчатых передач, что также позволит при наличии высоких рабочих скоростей исполнительных органов исключить появление удара при соприкосновении нерабочих поверхностей зубьев. Однако это требует высокой культуры машиностроительного производства и применения специальных материалов при изготовлении зубчатых передач PC, что резко повысит себестоимость последнего. Кроме того, наладка и эксплуатация такого PC вследствие условий текстильного производства требует высокой герметичности зубчатых передач и наличия высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Более приемлемым является вариант, когда при взаимодействии исполнительных органов один из них, у которого суммарное время запаздывания

равно , в этот момент имеет выстой, продолжительность которого определяется как:

,

где

– время, необходимое для выполнения совместной технологической операции взаимодействующих исполнительных органов.

Выражение означает увеличение зоны перекрытия временных диапазонов позиционирования исполнительных органов при совместном выполнении ими технологической операции. Как нами отмечалось в п. 1.1, для этой цели лучше всего использовать кулачковые механизмы. Далее выходное звено исполнительного механизма необходимо выполнить самоустанавливающимся и саморегулируемым, что позволит повысить точность позиционирования. Применение в кинематической схеме PC плоских и пространственных зубчатых механизмов должно быть рациональным; цепные передачи не должны иметь большое межосевое расстояние. Для получения равнозначной вероятности безотказной работы всех исполнительных органов PC необходимо также учитывать надежность элементов системы и последовательность их соединений.

1.6 Контроль надежности робототехнического средства при испытаниях

С целью дальнейшего повышения надежности работы РС функционирование данной системы рекомендуется на стадии отработки опытного образца исследовать методами технической диагностики, позволяющими произвести распознавание состояний системы и оценить полученную диагностическую информацию. Состояниями системы РС являются типовые состояния неисправности и нормальное состояние, определяющее наиболее важный показатель надежности, т.е. отсутствие отказов во время функционирования системы. Исследование отказов при эксплуатации системы является одним из факторов, используемых при разработке мероприятий по повышению надежности. Поскольку элементы системы РС находятся в сложной функциональной зависимости друг с другом, поэтому получение такого показателя надежности, как вероятность безотказной работы, обычным методом неприемлема, т. к. не дает возможности выявить «слабые» элементы системы, которые следует в дальнейшем подвергнуть конструктивной отработке. Анализ состояний при использовании методов технической диагностики производится в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено, поэтому не представляется возможным по имеющейся информации сделать однозначное заключение, вследствие чего используются статистические методы. Благодаря своей простоте и эффективности среди этих методов технической диагностики наибольшее распространение получил метод, основанный на обобщенной формуле Байеса, который предлагается использовать для исследования РС текстильных машин. В качестве признаков системы РС возможно использование легко наблюдаемых без разборки манипулятора случаев нарушения нормального функционирования его элементов:

– самопроизвольные остановки в точках их позиционирования; – увеличение погрешности точности их позиционирования; – увеличение погрешности времени их прохождения между характерными точками траектории. При наличии низких рабочих скоростей исполнительных органов данные признаки могут быть выявлены визуально, при высоких скоростях наблюдать их позволяет применение киносъемки.