Конструкции и технические характеристики промышленных роботов

[1], с. 122—130, 135—151

Промышленные роботы являются синтезом механической системы — манипулятора (руки с схватом) с приводом и си­стемы управления. По своей структуре, компоновке и кон­струкции они весьма разнообразны. Их размеры, конструк­тивное решение зависят от грузоподъемности и конкретного назначения. Являясь универсальными машинами, роботы в своем множестве содержат устройства, выполняющие раз­нообразные функции.

Изучаемый материал темы является основой' для выбора типа робота в зависимости от условий эксплуатации и мо­жет быть использован при конструировании новых видов роботов.

Необходимо обратить внимание на схемное и конструк­тивное решение манипулятора, систему координат, в кото­рой он работает, приводы, обеспечивающие перемещение звеньев конструкции, систему управления. Это поможет в дальнейшем более легко и целеустремленно усвоить после­дующий материал курса. При чтении учебного материала следует уяснить необходимость и пути разработки стандарт­ных, или типовых функциональных устройств для создания модульного (блочного) построения конструкции робота, яв­ляющегося прогрессивной формой создания конструктивно-унифицированных рядов промышленных роботов. С принци­пом модульного конструирования роботов подробнее можно ознакомиться, изучив [6], с. 166—181.

Более широко с общими конструктивными решениями промышленных роботов и их техническими характеристиками можно ознакомиться, проанализировав [1], с. 41 —121; [2], с. 190—322.

Вопросы для самопроверки

1. Из каких основных функциональных устройств состоит промыш­ленный робот? Охарактеризуйте каждое функциональное устройство, его назначение, основные конструктивные исполнения.

3. Что понимается под рабочим пространством (зоной обслуживания) робота? Почему оно, как правило, не замкнуто в горизонтальной плоскости?

4. Какие допускаются максимальные скорости (линейные и угловые) перемещения груза? Какова при этом точность позиционирования? Какие типы приводов целесообразно применять для повышения быстродействия робота и точности позиционирования?

3. Манипуляторы. Основы конструирования

[1], с. 29—40, 122—130, 135, 179—183

Материалы этой темы характеризуют работу манипуля­тора (руки) промышленного робота, разновидности их схем­ного и конструктивного решения. Выбор того или иного варианта кинематической схемы манипулятора из многочис­ленных возможных вариантов определяется целым рядом конкретных условий и требований. Кинематическая схема руки должна быть выбрана так, чтобы обеспечить, во-пер­вых, достаточную степень универсальности функционирова­ния робота, во-вторых, наибольшую простоту конструкций, технологичность ее изготовления, наименьшую стоимость и т. п. Прежде всего кинематика манипулятора должна обеспечить попадание схвата в любую точку заданного рабочего пространства и допускать при этом любую необходимую угловую ориентацию детали.

При выборе принципиального решения манипулятора для обеспечения траектории перемещения и законов изменения скоростей большую роль играет выбор системы координат, в которой работает манипулятор. В настоящее время используют три вида систем координат: прямоугольную, цилиндрическую и сферическую ангулярную. Студент как будущий инженер должен научиться анализировать законы движения груза в этих системах и рассчитывать основные параметры движения. Это важно потому, что все соединения звеньев манипулятора снабжаются управляемыми приводными устройствами. Число звеньев манипуляторов может быть большим (это зависит от характера выполняемых операций). Поэтому необходимо научиться рационально выбирать их приводы и обеспечивать датчиками обратной связи.

Очень, важно правильно выбрать схему кисти для угло­вой ориентации деталей, которая зависит от принятой си­стемы координат и конструктивной схемы манипуляторов. Как правило, у начинающих конструкторов возникают труд­ности при разработке кисти. Это вызвано некоторой кинема­тической сложностью таких устройств. Для решения подоб­ных задач рекомендуется ознакомиться с приведенными в [1], с. 135—183 и [5], с. 115 схемами и конструкциями кисти.

В последние годы для описания характеристик переме­щения, скоростей и ускорений, т. е. общей механики и ди­намики манипуляционных систем промышленных роботов, получает распространение математический аппарат одно­родных координат и их преобразований. С основами его практического применения можно ознакомиться в [5].

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные составные части манипуляторов, работаю­щих в различных системах координат.

2. Как определяются степени подвижности манипуляторов, для ка­кой цели вводятся дополнительные степени подвижности? Приведите схему обхода препятствия в виде стенки.

3. Составьте и проанализируйте уравнение движения детали в пря­моугольной, цилиндрической и сферической системах координат.

4. Какими параметрами определяются динамические свойства мани-пуляционной системы? Как вычислить скорости и ускорения перемещения детали?

5. Как определяются оптимальные по быстродействию параметры движения манипуляционной системы?

6. Приведите основные зависимости расчета жесткости" конструкции.

7. Какие параметры манипуляционной системы определяют точность позиционирования? Какие способы повышения точности позиционирования вы знаете?

8. Перечислите и охарактеризуйте типовые приводы звеньев мани­пуляторов.

9. В чем заключается принцип ориентации деталей в пространстве? Как связана кинематика кисти со схемой манипулятора?

10. Приведите и охарактеризуйте типовые схемы кисти с одним, двумя, тремя вращательными движениями.

11. Перечислите типы датчиков обратной связи, применяемых в ма­нипуляторах и кистях промышленных роботов.

Поиск по сайту: