Способ следящего управления приводами измерительных роботов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО,89390 01 В 5/2 3(5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ 0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ СССР ТКРЬГГИИ(56) 1. Авторское свидетельстР 328330, кл. С 01 В 7/28, 192. Авторское свидетельствопо заявке У 2582842/25-28,кл. С 01 В 5/20, 1978.(54)(57) СПОСОБ СЛЕДЯЩЕГО УПРАВЛЕПРИВОДИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РОБОТОВ,ключающийся в том, что чувствителму элементу задают направление искорость обхода контура (по касатной к контуру) при заданном эквидтантном удалении, периодически сданной частотой измеряют в текущеточке координаты чувствительногоэлемента, направление нормапи ктуру и отклонение эквидистантногоудаления (рассогласование), опредляют значение Ч составляющей скорости, направленной по нормали ктуру и корректирующей величину эк дистантного удаления, после чего изменяют величину координатных скоростей в соответствии с найденной поправкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности обхода контура, дополнительно измеряют в каждом цикле измерения координаты хотя бы одной впереди лежащей точки контура и на основании данных о координатах точек, измеренных в текущем и предыдущем циклах измерения, определяЬт дополнительную корректирующую скорость по нормали Ч как Ч 1 Ф,оп где д - расстояние по нормали между точкой с координатами ЗИ+Ч ш (+Чу(ф и эквидис тантной к гладкбй непрерывной линии, проведенной че- С рез и точек контура, полученных в текущем и предыдущем циклах измерения; Ч,Чу - значения координатных скоростей без учета корректирующей поправки Ч и,М - частота циклов измерения; ОО ВУ - текущие координаты чувстви- Ютельного элемента. СЭ1089 30 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам управления приводами измерительныхроботов, работающих в режиме следящего управления.Известны способы следящего управления приводами измерительных роботов, заключающиеся в том, что чувстви" тельному элементу задают направление и скорость перемещения по одной из 1 О координат (ведущей), измеряют координаты чувствительного элемента и вели-, чину отклонения (рассогласования) по второй (ведомой) координате, и задают приводу Ведомои координаты скорость пропорциональную величине рассогласования13Способ прост в реализации, но использование приводов с низкой добротностью приводит к значительным ошибкам вследствие большой величины рассогласования и неустойчивости движения при изломах контролируемого контура. Обход замкнутого контура в декартовых координатах или контура с поднутрением в полярных координатах без дополнительной информации невозможен.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности следящего управления приводами измерительных роботов, заключающийся в том, что чувствительному элементу задают направление и скорость обхода контура (по касательной к контуру) при заданном эквидистантном удалении, периодически с заданной частотой измеряют в текущей точке координаты чувствительного элемента, направление нормали к контуру и отклонение эквидистант ного удаления, определяют значение4 О Чы составляющей скорости, направленной по нормали к контуру и корректирующей величину эквидистантного уда- . ления, после чего изменяют значения скоростей в соответствии с найденной поправкой, которую принимают пропорциональной отклонению эквидистантного удаления 2 3.Однако способ характеризуется недостаточной точностью, являющейся следствием низкой добротности привода, и неустойчивостью движения при изломах контролируемого контура.Цель изобретения - повышение точности обхода контура.55Поставленная цель достигается согласно способу следящего управления приводами измерительных роботов,390 2заключающемуся в том, что чувствительному элементу задают направление и скорость обхода контура (по.касательной к контуру) при заданномэквидистантном удалении, периодически с заданной частотой измеряютв текущей точке координаты чувствительного элемента, направление нормали к контуру и отклонение эквидистантного удаления (рассогласование), определяют значение Ч 1 составляющей скорости, направленной нонормали к контуру и корректирующейвеличину эквидистантного удаления,после чего изменяют величину координатных скоростей в соответствии снайденной поправкой, дополнительноизмеряют в каждом цикле измерениякоординаты хотя бы одной впереди лежащей точки контура и на основанииданных о координатах точек, измеренных в текущем и предыдущем циклахизмерения, определяют дополнительнуюкорректирующую скорость по нормалигде йко - расстояние по нормалимежду точкой с координатами Х+Чш; +Чу 1 ши эквидистантной к гладкойнепрерывной линии, проведенной через. и точек контура, полученных в текущем и предыдущем циклахизмерения,Ч ,Ч, - значения координатных скоростей без корректирующейпопРавки У 1 дп,Ф - частота циклов измерения;)(, У - текущие координаты чувствительного элемента.На фиг 1 представлена схема чувствительного элемента, реализующегоспособ; на фиг.2 - схема, поясняющаяспособ,Чувствительный элемент может быть выполнен в виде датчика 1 линейных перемещений контактного или бесконтактного типа, непрерывно вращающегося (или качающегося) в плоскости измерения вокруг оси Г 1 с частотой М. Угловое положение вращающегося датчика измеряется с помощью датчика 2 угловых перемещений. Во время взаимодействия чувствительного элемента с объектом измерения происходит измерение угла и модуля вектора текущего расстояния от оси вращения Г до профиля объекта измерения,10893 20 Экстремальные показания датчика линейных перемещений достигаются при минимальном расстоянии от оси вращения до профиля.Чувствительный элемент может изме рять координаты точек профиля, расположенных на нормали к профилю, проходящей через ось вращения чувствительного элемента, а также других точек, расположенных под заданным углом к упомянутой нормали. Вариантом технического решения является измерение угла между нормалью и направлением на точку, удаленную от оси вращения чувствительного эле мента на заданное расстояние.На фиг.1 показаны типичные участки профилей, которые могут быть измерены в режиме следящего управления.При движении вдоль прямолинейного участка или участка с малой кривизной скорость М будет направлена параллельно касательной к профилю1 2 325При обходе углов, например наружных, кратчайшее расстояние от центра чувствительного элемента до контура будет измеряться по отрезку, проходящему через вершину угла (точки Р , 30 Г. и - ), а скорость Ч будет направлена по касательной к дуге окружности с центром в точке А.Способ следящего управления приводами измерительного робота реализуется следующим образом.Чувствительному элементу измерительного робота, приводы. которого работают в координатной системе ХОУ (фиг.2), задают направление и скорость Ч обхода контура эквидистантным удалением 1 А В определяемую, например, из дойустимого максимального значения одной из координатных скоростей. Измерение текущих коорди нат чувствительного элемента выпол- . няют .с частотой Ж .При взаимодействии чувствительно- го элемента с текущей точкой А( контура определяют координаты Х и У50 точки Рявляющейся центром чувствительного элемента, направление ЕЙ нормали к контуру и отклонение Ь величины эквидистантного удаления (рассогласование). На основании этих данных с помощью ЭВИ вычисляют коор 55 904динаты Х и У текущей точки А контура и величину ноправки Нм скорости, компенсирующей величину й рассогласования, Кроме того, в этом же цикле измерения измеряют расстояниеи угол о( до впереди лежащей точки В профиля и на основании этих данйых определяют координаты точки В. Точку В 1 обычно выбирают несколько впереди ожидаемой точки А , подлежащей измерению в следующем цикле измерения. На основании данных о координатах точек А и В и измерен 1ной в предыдущем цикле измерения точки В 0 прогнозируют положение точки А подлежащей измерению в слегдующем цикле измерения. Для этого вычисляют координаты центра кривизны Е гладкой непрерывной линии, проведенной через упомянутые точки (для трех точек-окружности) и значение Й радиуса кривизны.Одновременно прогнозируют положение точки Ргв которую должен придти центр чувствительного элемента без учета дополнительной поправки, Координаты точки "- принимают равнымиУ Ч,Х фХ + - .У = У + -г1 Ш1 Щгде ЧХ и М, - координатные составляющие скорости чувствительного элемента, определяемые заданной скоростью ;Ч, обхода контура и поправкой Ч корректирующей рассогласование.Положение прогноэируемой точки А принимают на пересечении упомянутой аппроксимирующей окружности и прямой ЕЕгеНа основании полученных данных вычисляют дополнительную скоростную поправкуЧцо которую принимают равной Чуоп-корОгде Др=Е"В- Я (прогноэируемая ошибка эквидистантного удаления).Приводам задают физические скорости Ч и Ч , являющиеся проекциями суммарнЬй скорости - на оси координат.Применение предлагаемого способа следящего управления приводами измерительных роботов значительно уменьшает величину рассогласования даже при низких добротностях привода и позволяет обходить практически любые контуры, в том числе имеющие изломы.1089390 Составитель В. Романово Техред В,Далекорей КорректорА. ФереФЮ дактор С. з 2917/3 Тираж 587 ПодписнИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытийМосква, Ж"35, Раувская наб., д. ггЗО нал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4