Кинематические динамические

В зависимости от характера движения исследуемых звеньев или отдельных точек механизма могут быть построены и различные кинематические диаграммы. В практических задачах теории

Например, если мы имеем кривошипно-ползунный механизм (рис. 4.30), то для перемещений $с, скоростей VQ и ускорений ас точки С, как перемещающейся прямолинейно, удобно строить кинематические диаграммы в виде зависимостей этих величин от времени t или от обобщенной координаты <р2, т. е. строить графическое изображение зависимостей

4°. В рассмотренных примерах исследуемая точка двигалась прямолинейно. Для точек, имеющих криволинейное движение, удобнее строить кинематические диаграммы, дающие не только абсолютные значения скоростей и ускорений исследуемых точек, но и направления векторов полных скоростей и ускорений. Для этого откладываем векторы скоростей и ускорений, полученные па планах скоростей и ускорений, из общих полюсов р и я в их истинном направлении. Если после этого соединить концы всех векторов плавной кривой, то полученная диаграмма будет называться годографом скорости или соответственно годографом ускорения.

Для выяснения кинематических особенностей отдельных точек или отдельных звеньев механизма необходимо построить кинематические диаграммы или годографы скоростей и ускорений. Для точек, совершающих криволинейное движение, удобно строить годографы скоростей и ускорений, а для точек, движущихся прямолинейно, строятся кинематические диаграммы.

Кинематические диаграммы представляют собой графическое изображение функциональной зависимости перемещения, скорости и ускорения точки или угла поворота, угловой скорости и углового

ускорения вращающегося тела от заданного параметра. Если речь идет о движении точки или звена механизма, то этим параметром может быть либо время (кинематические диаграммы с параметром времени), либо обобщенная координата механизма — координата ведущей точки или угол поворота ведущего звена (кинематические диаграммы с параметром перемещений).

Диаграммы перемещений (линейных или угловых) могут быть получены в результате экспериментальных исследований или графических построений при решении задач по определению положений звеньев механизма за один цикл его движения. Кинематические диаграммы скоростей и ускорений строят обычно либо по данным планов скоростей и ускорений, либо графическим дифференцированием диаграммы перемещений s = s (/) или <р = q> (t).

Таким образом, кинематические диаграммы s(cp); ds/do и d2s,;dcp2 полностью характеризуют движение ведомого звена механизма, позволяя определить его перемещение, скорость и ускорение при любом положении кривошипа. Однако такое кинематическое исследование механизма обладает невысокой точностью, так как все графические построения носят приближенный характер, и в ряде случаев точность метода оказывается недостаточной.

Кинематические диаграммы графически изображают законы изменения пройденного пути s, скорости v и ускорения а в движении одной точки непрерывно за весь цикл работы механизма.

Кинематические диаграммы используют главным образом для звеньев с вращательным или прямолинейно-поступательным движением: а) при анализе и проектировании кулачковых механизмов; б) реже при анализе механизмов с низшими парами *, например, механизма качающейся кулисы поперечно-строгального станка.

Рис. 38. Кинематические диаграммы для

2°. При решении задач синтеза механизмов должны быть приняты во внимание все условия, обеспечивающие осуществление требуемого движения. Такими условиями являются следующие: правильная структура проектируемого механизма, кинематическая точность осуществляемого движения, возможность создавать проектируемым механизмом заданное движение с точки зрения динамики и, наконец, условие, чтобы размеры звеньев проектируемого механизма допускали воспроизведение заданного движения. В настоящей главе мы остановимся на общем решении основных задач синтеза и покажем, как могут быть при этом учтены вышеуказанные структурные, кинематические, динамические и метрические условия.

Для составления оптимального варианта кинематической схемы механизма с учетом эксплуатационных, технологических и экономических требований необходимо предварительно изучить кинематические, динамические и конструктивные особенности основных типов трех- и четырехзвенных механизмов.

2°. При решении задач синтеза механизмов должны быть приняты во внимание все условия, обеспечивающие осуществление требуемого движения. Такими условиями являются следующие: правильная структура проектируемого механизма, кинематическая точность осуществляемого движения, возможность создавать проектируемым механизмом заданное движение с точки зрения динамики и, наконец, условие, чтобы размеры звеньев проектируемого механизма допускали воспроизведение заданного движения. В настоящей главе мы остановимся на общем решении основных задач синтеза и покажем, как могут быть при этом учтены вышеуказанные структурные, кинематические, динамические и метрические условия.

В зависимости от постановки задач, целей и методов, применяемых при решении задач теории точности, понятию об ошибках придают различный смысл и наименовение, различая геометрические, кинематические, динамические и т. п. ошибки размеров, положений и перемещений звеньев.

Следовательно, число степеней свободы манипулятора, как многоцелевой системы, должно выбираться в соответствии с той целью, которая требует максимальной подвижности захвата. При выполнении других целей избыточное число степеней свободы манипулятора позволяет оптимизировать кинематические, динамические, энергетические и другие критерии качества процесса манипулирования. Избыточное число степеней свободы называют также маневренностью манипулятора, под которой понимается его число степеней свободы при неподвижном захвате. Необходимо только иметь в виду, что при задании траектории одной точки захвата неподвижной надо считать только эту точку.

боды (маневренность) манипулятора позволяет оптимизировать кинематические, динамические, энергетические и другие критерии качества процесса манипулирования.

Во время конструкторских разработок составляется пояснительная записка к техническому проекту, в состав которой входят: обоснование конструкторских разработок, описание кинематической схемы машины, расчет технолограммы и цикловой диаграммы машины, кинематические, динамические и прочностные расчеты механизмов, расчета привода машины, анализ и расчет систем управления и регулирования, уточненный технико-экономический расчет, показывающий эффективность применения новых машин в промышленности. После рассмотрения, согласования и утверждения технического проекта он служит основанием для разработки рабочего проекта.

Эскизный проект должен содержать пояснительную записку и конструкторские документы. Пояснительная записка имеет то же содержание, что, в техническом предложении, но дополнена материалами, поясняющими принцип действия и устройство элементов, более подробно разработанных в эскизном проекте, и содержит кинематические, динамические, прочностные и другие расчеты, которые необходимы для обоснования выбранных конструктивных решений. Конструкторские документы должны содержать сборочный чертеж общего вида и чертежи групп, входящих в состав проектируемого оборудования, а также чертежи сложных узлов и устройств для дополнительной конструктивной проработки.

6.1.1. Основные методы испытаний. При функционировании робота определяются точностные, кинематические, динамические, виброакустические, тепловые параметры и мощность. Данные табл. 6.2 свидетельствуют о том, что для этих испытаний при их унификации необходим сравнительно небольшой набор датчиков. Дополнительные испытания проводятся в связи с технологическим назначением робота и более подробным исследованием его свойств [28]. Они включают измерение электрических параметров и температуры сварочных головок, кабелей и дуги, контроль качества контактной и дуговой сварки, окраски, лазерной обработки и т. п., контроль надежности захватывания и удерживания заготовок и инструмента. Наиболее трудоемки точностные испытания, так как они проводятся многократно (10 —25 раз и более) при движении захвата в двух направлениях и при различных начальных и конечных положениях, различной траектории движения при совместной работе ряда двигателей, а также длительно, с определенной периодичностью для изучения влияния прогрева и других медленно изменяющихся факторов.

Сравнение данных табл. 6.2 и 5.1, 5.2 показывает, что перечисленные в табл. 6.2 параметры позволяют определять все рассмотренные выше критерии качества роботов и дают много добавочной информации, необходимой для диагностирования. Наиболее важными для большинства роботов являются первые три группы параметров. При оценке не отдельных механизмов, а робота в целом приходится учитывать, что кинематические, динамические параметры, затрачиваемая мощность существенно зависят от режимов диагностирования: от совмещения отдельных движений,

Автоматы и автоматические системы машин могут иметь отличные кинематические, динамические и прочностные характеристики, отвечать последнему слову теории машин и механизмов и при этом быть совершенно неудовлетворительными с точки зрения производительности, надежности, экономической эффективности, а, следовательно, непригодными к эксплуатации. Поэтому задачи анализа и синтеза машин-автоматов и автоматических линий, любых их механизмов и устройств должны решаться прежде всего из условий высокой производительности, надежности и долговечности в работе.