Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова г. Костанай, Республика Казахстан. Структура системы управления штукатурного робота.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Scientific Cooperation Center "Interactive plus"


1

Content is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 license (CC
-
BY 4.0)

Манасбаев Серик Шотбаевич

магистрант

Салыкова Ольга Сергеевна

канд. техн. наук, заведующая кафедрой

Костанайский государственный

университет им. А. Байтурсынова

г.

Костанай, Республика Казахстан

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УП
РАВЛЕНИЯ ШТУКАТУРНОГ
О РОБОТА

Аннотация
:
в статье рассматривается структура управления штука
турным роботом при нанесении раствора.

Целью данной работы является по
вышение количества роботов в производстве штукатурных работ, обеспечива
ющее повышение эффективности и безопасности их выполнения.

Ключевые слова
:
робот, манипулятор, управление, мехатроника, автома
тизация, система управления.

Штукатурные

работы

отличаются

сложной

технологией

и

использованием

в

большом

объеме

механических

методов

работы.

Несмотря

на

развитие

средств

механи
ки
,

объем

ручных

операций

на

штукатурных

работах

остается

высоким

и

достигает

в

отдельных

случаях

6
5
%.

В

настоящее

время

созданы

механизмы

для

приема;

приготовления,

транспортировки

и

перекачки

растворов,

механизмы

для

нанесения

штукатурных

растворов

на

пове
рхность,

а

также

штукатурно
-
затироч
ный

инструмент.

Это

позволило

получить

высокий

экономический

эффект

и

сни
зить

трудоемкость

работ.

Однако

многие

операции

по

нанесению

грунта,

накрывки

и

затирки

требуют

участия

человека.

Кроме

того,

выполнение

штука
турных

работ

связано

с

высокой

влажностью,

распылением

раствора;

вибрацией,

что

д
елает

эти

работ
ы

вредным

для

здоровья

и

не

привлекательным.

Целью

работы

является

повышение

количества

роботов

в

производств
е

штукатурных

работ,

обеспечивающее

повышение

эффективнос
ти

и

безопасно
сти

их

выполнения.


Центр научного сотрудничества «Интерактив плюс»


2

https://interactive
-
plus.ru

Содержимое

доступно

по

лицензии

Creative Commons Attribution 4.0 license (CC
-
BY 4.0)

Для

этого

необходимо

решить

следующие

задачи:



исследовать

технологию

проведения

штукатур
ных

работ

и

разработать

принцип

построения

строительных

роботов

для

штукатурных

работ;



разработать

метод

сравнительного

анализа

параметрического

синтеза

и

структурных

схем

манипуляционных

систем

штукатурных

роботов,

обеспе
чива
ющие

выбор

кинематики

структуру

и

оптимизацию

геометрических

параметров

звеньев;



разработать

метод
ологию

моделирования

упругих

свойств

зв
еньев

и

по
строить

мат
ематические

модели

штукатурного

робота,

учитывающие

взаимо
действие

инструмента

с

поверхностью;

Как

было

определено

выше,

при

роботизированном

производстве

штукатур
ных

работ

решаются

следующие

задачи:



учет

точности

ориентации

робота

относительно

поверхности

обработки

при

формировании

траектории

движения

в

системе

координат

робота;



определить

последовательность

обхода

элементарных

участков

поверхно
сти

для

минимизации

количества

нетехнологических

переходов

при

обработке

поверхности,

содержащей

зону

запрета
;



оптимизировать

скорость

движения

рабочего

инструмента

в

зависимости

от

неровностей

поверхности;



корректировать

усилия

нажатия

рабочего

инструмента

на

поверхность.

Применение

существующих

систем

управления

не

может

дать

желаемого

результата.

В

связи

с

этим

предлагается

метод

мног
оуровневого

управления

в

системах

связанного

пространства.

Особенностью

метода

является

взаимосвязь

множества

систем

координат

робота

и

рабочей

поверхности,

обеспечивающая

формирование

управляющих

функций

в

слабосвязанных

системах

ко
ординат,

а

также

использование

предложенных

алгоритмов

и

методов

управления,

обеспе
чивающих
.

выполнение

роботом

двух

разнотипных

технологических

операций:

нанесение

и

разравнивание

раствора:

Функцией

верхнего

уровня

управления

является

формирование

векторов,

описывающих

траекторию

движения

рабочего

инструмента

в

базовой

системе

Scientific Cooperation Center "Interactive plus"


3

Content is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 license (CC
-
BY 4.0)

координат.

С

этой

целью

на:

основе

заданных

геометрических

параметров
-

по
мещений

(ширины

ѕ

и

высоты,

h
)

и

запретных

з
он

(
y
f
,
z
f
)
Sf,h
f

а

также

вектора

неровностей

поверхности

х
р
,

полученных

с

ультразвукового

сканирующего

дат
чика,

должно

проводится

описание

траектории

движения;

в

системе

координат

поверхности

в

виде

множества

векторов

.

Когда

производится

постро
ение

траектории

в

базовой

системе

координат

робота

нужно

учитывать

погрешности

ориентации

робота

относительно

поверх
ности.

Таким

образом,

осуществляется

взаимосвязь

множества

систем

координат

робота

и

поверхности.

Когда

выполняются

операции

нанесения

штукатурн
ого

раствора

скорост
и

рабочего

инструмента

будут

изменяться

для

каждого

участка

траектории

между

опорными

точками.

Поэтому

на

этом

этапе

должны

использо
ваться

алгоритм
ы

оптимизации

скорости

в

зависимости

от

неровностей

поверх
ности:

Также

учитывается

выбран
ный

алгоритм

обхода

запретных

зон.

На

основе

этого

метода

мы

разработали

структуру

системы

управления

шту
катурного

робота;

Структура

управления

штукатурным

роботом

при

выполне
нии

операции

нанесения

раствора

представлена

на

рис.

1.


Рис. 1
.
Структура

управления

ш
тукатурным

роботом

при

нанесении

раствора


Центр научного сотрудничества «Интерактив плюс»


4

https://interactive
-
plus.ru

Содержимое

доступно

по

лицензии

Creative Commons Attribution 4.0 license (CC
-
BY 4.0)

Особенностью

построения

системы

управления

в

этом

случае

является

наличие

измерительных

средств

контроля

усилий

взаимодействия

рабочего

ин
струмента

с

обрабатываемой

поверхностью

(рис.

2).


Рис. 2.

Структура

управления

штук
атурным

роботом


при

разравнивании

раствора


Предлагаемый

метод

многоуровневого

управления

в

системе

связанного

пространства,

осуществляет

взаимосвязь

систем

координат

робо
та

и

поверхно
сти,

обеспечивающая

формирование

управляющих

функций

при

слабосвязан
ных

системах

координат

и

выполнение

роботом

технологических

операций.

Список литературы

1.

Балакришан В. Теория фильтрации Калмана [Текст] / В. Балакришан.



М.: Мир, 1998.



168 с.

2.

Доценко

А.И.

Строительные машины и основы автоматизации [Тек
ст]:
Учеб. для строит. вузов / А.И Доценко:



М.: Высш: шк., 1995.



400 с.

3.

Загороднюк

В.Т.

Строительная робототехника [Текст] / В.Т.

Загороднюк,
Д.Я.

Паршин.



М.: Стройиздат, 1990.



268 с.

4.

Цветкова

О.Л.

Методы разработки, моделирования и управления штук
а
турным роботом [Электронный ресурс].



Режим доступа:
http://tekhnosfera.com/metody
-
razrabotki
-
modelirovaniya
-
i
-
upravleniya
-
shtukaturnym
-
robotom (дата обращения: 11.10.2017).


Приложенные файлы

  • pdf 87663423
    Размер файла: 504 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий