Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 207

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

будет началом координат. Длина участка торможения I. В этом

случае со0 — 1Д

®юрм ' “ о ^ ’ - '- 1 ^ 1 ‘1 ■>

 

 

О

 

= v

( \— —

V

>

 

 

иторм

к п \

)

 

 

 

AL — у

( 1

ЕД •

 

 

 

 

Л/

--

I 1

/2

I »

 

 

^

— __l^IL ( 1 ___ \

2v

 

 

dt*

~

 

I2 \

I2 )

 

Максимум

ускорения

 

имеет

место

при х =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ з

 

 

 

 

W„

 

- К

 

(VI. 18)

 

 

 

 

 

зК з/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

Wm3S =

1ЕП, то

 

 

 

0.7731Д

 

 

 

 

 

 

 

/ =

 

(VI. 19)

 

 

 

 

 

---------- —

 

 

 

 

 

 

 

 

ИД

 

 

т. е.

для того

чтобы максимальное ускорение в режиме торможе­

ния не превосходило заданного, длина участка торможения должна назначаться в соответствии с форму­

 

лой (VI.19).

 

 

 

 

Время торможения будет опреде­

 

ляться

по

формуле

 

 

 

R

 

 

/ = ^ 1 п ‘- ± 4 - .

(VI.20)

 

Например,

если

1Д =

/

мм/мин,

\

600

 

ид =

40 мм/с2, то /

= 2

мм и при точ­

 

ности

прекращения

отработки в задан­

Рис. 129. Участок торможе­

ной точке, равной цене импульса 0,01 мм

х

199

\

 

 

 

ния

( =

"200

’ вРемя торможения будет

0,6 с.

В случае если участок торможения 1Д является дугой окруж­ ности радиусом R (рис. 129), длина участка торможения, опреде­

ленная по формуле (VI. 19), должна быть увеличена вследствие появления . нормальной составляющей ускорения.

При управлении аргументом в соответствии с (VI.17) обеспе­ чивается прекращение отработки в заданной точке с точностью до одного импульса. Аналогичным образом можно было бы упра­ влять аргументом и в режиме разгона, но это нецелесообразно, так как потребовалась бы дополнительная информация о коорди-

244


матах точки (л:х, с/х), которая ие нужна при управлении аргумен­ том в режиме разгона в соответствии с (VI.15).

На рис. 130 изображены диаграммы скоростей и ускорений иа участках разгона и торможения при движении по прямой (рис. 130,а) и по окружности (рис. 130,6), которые получаются при исполь­ зовании рассмотренных выше алгоритмов (W x — нормальное уско­

рение). Как видно, длина участка торможения /торм будет больше участка разгона /разг; при движении по прямой /торн = 1,5/разг.

а) Реж им р а зг о н а

Р еж и м т орм ож ен и я

При движении с постоянной скоростью по профилю с перемен­ ным радиусом кривизны будет происходить значительное возра­ стание нормального ускорения на наиболее крутых участках про­ филя, и при наличии ограничений на модуль полного ускорения величина Vn должна выбираться такой, чтобы в месте с наимень­

шим радиусом кривизны нормальное ускорение было равно мак­ симально допустимому

При наличии участков на профиле с сильно отличающимися радиусами кривизны в случае ограничений по модулю полного ускорения может оказаться нецелесообразным использовать ре­ жим постоянной скорости, так как его применение приведет к силь­ ному увеличению времени отработки всего профиля.

Заметим при этом, что при движении с со =

const более крутые

участки проходятся

с меньшей скоростью,

а более пологие —

с большей. Схема с

со = const обладает хорошим саморегулиро­

ванием по модулю полного ускорения.

245

Построим годографы скоростей и ускорений при отработке кривых второго порядка, заданных каноническими уравнениями.

В случае эллипса

при движении с со = const годограф скорости также будет эллип­ сом

 

л-

=

1

 

я?

 

 

 

с полуосями С7Х

со/Ь] Ь1 =

со/а,

а годограф ускорения —

эллипсом

 

 

 

 

ах

=

1

 

Ь\

 

с полуосями а2 =

со2/(ай2); й3 =

со2/(а2й).

При движении в режиме постоянной скорости по любой замкну­

той траектории, в том числе и по эллипсу, годограф скорости будет окружностью.

Годограф ускорения при движении по эллипсу будет кривой

восьмого

порядка

 

 

 

 

• •

••

п I д2

• •

• •

2 / Ь “

Если х =

0, то у =

VJ

если у = 0,

то х — Vn /— , где

величины а21Ь и ЬЧа являются наибольшим R,mx и наименьшим

Ят1п радиусами кривизны эллипса, а отношение максимального и минимального ускорений при движении по эллипсу в режиме постоянной скорости будет

Ny ma.v

^ т а х

_

Я 3

 

 

 

l^mln

^ inln

 

Ь 2

 

 

 

При движении по эллипсу с со =

const

их

отношение будет

Д^гпах _ Я

 

 

 

 

W'mln _

Ь

 

 

 

На рис. 131 приведены годографы скоростей и ускорений при

движении в режимах и = const (кривые 1) и V =

const (кривые 2)

по эллипсу с отношением полуосей alb = 3.

При этом для режима

V = const \VmsJ l^min = 27, а для режима со = const

=

= 3.

 

 

 

 

 

 

В случае гиперболы

____у^__

,

 

 

 

 

 

 

 

а2 b2

246


при движении с со = const годограф скорости будет гиперболой

___1

 

 

 

b\

а\

 

с

полуосями

аг =

со//?; Ьг =

со!а,

а годограф ускорения — ги­

перболой

 

У2

I/2 _

,

 

 

 

с

полуосями

а2 =

со2/а/>2; /?2 =

со2/а2Ь.

При движении в режиме постоянной скорости по любой разом-

Рнс. 131. Годографы скоростей и

Рис. 132. Годографы скоростей и уско-

ускорений при движении по эллипсу

рений при движении по параболе

окружности. Годограф ускорения в случае гиперболы будет кри­ вой восьмого порядка

 

у 4 ( а 2 _

X2b2y2y = ai bi ( Л- 2

_ j_ угуК

Наибольшее

ускорение

Wmm = Vlalb2, а

наименьшее ускоре­

ние Wmln =

0 имеет место при х —>оо.

 

При движении по гиперболе с со = const наименьшее уско­ рение будет иметь место при вершине гиперболы Wmln = со2/а/?2,

а максимальное

1Гтах —>оо при

х —» оо.

В случае параболы г/2 = 2рх при движении с со = const го­

дограф скорости

будет прямой

линией, параллельной оси X,

247


а ускорение при движении по параболе в этом режиме будет все

время постоянной величиной х =

рсо2, у = 0.

Годограф ускорения при движении с постоянной скоростью

по параболе является кривой четвертого порядка

Уи-3 =

р (х2+ у2)2;

наибольшее ускорение при

этом

Wmm = V\lp\ наименьшее —

U^mm = 0 П ри Л' —> ОО.

годографы скоростей и ускорений

На рис. 132 изображены

в режимах со = const (кривые У) и V = const (кривые 2) при

движении по параболе (Л — вектор ускорения, который остается постоянным в режиме со = const).

Ниже приведены формулы, по которым можно вычислить дина­ мические параметры генерируемых функций при воспроизведе­ нии кривых второго порядка в функции от координат воспроизво­ димых кривых в режимах постоянного аргумента и постоянной скорости.

Для режима постоянного аргумента при движении по эллипсу:

dx

ту

dy

COX

dt

b2

dt

a2

d2x

со2 с .

d2y

CO2//

dt2

a2b2

dt2

a2b2

при движении по гиперболе:

dx

toy

 

dy

COX

dt

~ b2

dt

a2

d2x

co2.v

 

d2y

a>2y .

dt

~~ a2b2

dt2

a2b2

при движении по параболе:

dx

 

dy

cop;

Ж =

^ ’

dt

 

d2x

2

d2y

 

W =

w p '

It2 ~= 0.

Для режима постоянной скорости при движении по эллипсу:

dx

_

Упа2у

.

~ d t ~

V а*у2+ б4*2

dy

_

—V„b2x

.

dt

 

JГ a*у2+ b*x2

d?x

 

- У 2У Ь 6Х

'

dt2

 

(a4 / / 2 -|- 6 4 * 2 ) 2

tPy

 

V2„a*b*y

 

dt2

-

(иУ - + 6 ¥ ) 2

248


При движении по гиперболе:

dx

=

У„а2у

 

dt

 

у а*у2+ Ь*х2 ’

dy

_

V„b2x

 

dt

 

Y аЧу2+ b*x2

d2x

^па b6x

_

dt2

(a4 c/ 2

+

64*2)2

d?y_ _

У2па6Ь4у

 

dt2

~~

(a4 j/ 2

-|- b‘lx2)'-

при движении по параболе:

 

 

 

 

 

dx

 

V„У .

 

 

dt

1/ >

 

+ Ра 1

 

 

 

 

 

 

dy

 

pvn

 

 

dt

Vy* + p2

 

 

cPx

v

y

 

 

dt3 0/ 2

+

P2)2’

 

 

d2y

-

уУ у

 

 

dt2

(y2 + p2)2

 

С помощью этих формул и годографов можно оценить целесообраз­ ность применения того или иного режима при воспроизведении профилей, составленных из кривых второго порядка, и назна­ чить величины со и Vn в соответствии с наложенными ограниче­

ниями на динамические параметры.

Сформулируем выводы о целесообразности использования ре­ жимов со = const или постоянной скорости.

При воспроизведении эллипсов, если Wn < V jR min, целе­

сообразен режим со = const, при котором обеспечивается сниже­ ние скорости на крутых участках; со должна быть назначена та­ кой, чтобы на участке с максимальным радиусом кривизны ско­ рость не превышала допустимую. Применительно к рис. 131 это приводит к необходимости соблюдения соотношений:

____

 

у 2

со = bY aW n, если

Wn< — ;

со = bv„, если w„ >

у 2

.

При воспроизведении гипербол,

если

 

249