Создание интеллектуальных робототехнических механизмов для современных производственных технологий

В настоящее время для уменьшения материалоёмкости робототехнических грузоподъемных механизмов конструкцию и механические передачи стараются выполнять облегчёнными, что приводит к уменьшению их жесткости и возникновению упругих механических колебаний, которые способствуют снижению качества работы манипуляторов и роботов. Поэтому важным направлением, имеющим практическое значение при совершенствовании робототехнических грузоподъемных механизмов, является уменьшение амплитуды упругих колебаний и ограничение динамических нагрузок исполнительных механизмов, обусловленных пониженной жесткостью конструкций и механизмов. Технические характеристики и функциональные возможности робототехнических грузоподъемных механизмов, выпускаемых отечественными производителями, уступают зарубежным аналогам. Поэтому актуальным является внедрение интеллектуальных систем и применение адаптивного управления к отечественным робототехническим устройствам, а также улучшение их технических характеристик, которые бы отвечали современным требованиям производственного процесса. Актуальность решаемых проблем в проекте заключается в разработке методов исследования, способов создания и реализации подходов и технических решений, направленных на исключение недостатков, существующих отечественных робототехнических грузоподъемных механизмов при перемещении грузов, с учетом особенности реализации их кинематической схемы. Для этого предлагается применить силокомпенсирующий принцип управления перемещением и позиционированием исполнительных механизмов с использованием интеллектуальной системы управления, которая обеспечивает требуемое регулирование усилия в механизме и демпфирование упругих механических колебаний в их передачах и конструкциях. Перемещение груза осуществляется за счет малого по величине внешнего силового воздействия, что позволяет получить высокую точность позиционирования и создаёт условия для удобного транспортирования нестандартных крупногабаритных грузов. Предлагается новый подход, к построению и реализации универсальных робототехнических механизмов, который позволит решать задачи управления манипуляторами и роботами и обеспечит получение значимых результатов в области совершенствования систем адаптивного управления перемещением и позиционированием исполнительных механизмов. Научная новизна и значимость результатов, полученных при выполнении исследований, будет определяться: – применением нового унифицированного способа управления скоростью и перемещением исполнительного органа робототехнического механизма, обеспечивающего компенсацию веса звеньев и груза, а также демпфирование колебаний упругих элементов; – разработкой математической модели системы управления робототехнического механизма, учитывающей взаимодействие различных элементов конструкции и позволяющей синтезировать структуру и параметры интеллектуальной системы управления при значительном изменении их параметров; – определением рациональной структуры многоконтурной интеллектуальной системы управления усилиями, скоростью и перемещением исполнительного органа, обеспечивающей компенсацию веса звеньев и груза, сил трения и инерции, активное демпфирование колебаний в механике; – решением задачи синтеза корректирующего устройства, реализующего адаптивное управление в условиях значительного изменения жёсткости механических передач, сил трения и веса груза. В соответствии со Стратегией научно-технологического развития Российской Федерации результаты работы способствуют развитию передовых интеллектуальных роботизированных систем в части обоснованности разрабатываемых методик и подходов к созданию робототехнических механизмов с расширенными функциональными возможностями. Применение интеллектуального управления усилиями в исполнительных органах робототехнических механизмов обеспечит возможность ручного и программного управления перемещениями объектов в динамично изменяющихся условиях производственного процесса.