Курсовая работа: Линейная направляющая для робота-манипулятора

Содержание

Введение. 4
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. 5
2 ОБЗОР ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ.. 8
3 ВЫБОР РОБОТА.. 10
3.1 Технические параметры роботов-манипуляторов. 10
4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СТАНИНЫ.. 11
4.1 Определение исходных данных для определения деформации станины.. 11
4.2 Определение сил, действующих в плоскости XY.. 12
5 ПОДБОР МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.. 16
5.1 Подбор механической передачи. 16
5.2 Подбор электродвигателя. 19
6 ВЫБОР НАПРАВЛЯЮЩИХ.. 26
6.1 Виды направляющих качения. 26
6.2 Выбор направляющих качения. 27
6.3 Расчет направляющих качения на долговечность. 28
7 СИСТЕМА СМАЗКИ НАПРАВЛЯЮЩИХ.. 29
8 СИСТЕМА ОБДУВА НАПРАВЛЯЮЩИХ.. 30
9 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.. 31
9.1 Кабель-канал. 31
9.2 Демпферы крайних положений. 31
9.3 Концевые выключатели. 33
9.4 Индикатор состояния. 34
9.5 Пояснение к схеме электрических соединений. 34
10 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СБОРКЕ. 36
10.1 Сборка и настройка. 36
1...... Подготовка профиля. Сборка осуществляется на полу. 36
10.2 Рекомендации по эксплуатации. 39
11 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 41
Список использованных источников. 42

Введение

В современном промышленном производстве робототехника занимает

важное место, обеспечивая автоматизацию процессов и повышение

эффективности работы. Одним из ключевых элементов роботизированных

систем являются манипуляторы, которые обеспечивают точное перемещение и

управление рабочим инструментом. В свою очередь, линейные направляющие с

приводом являются важным компонентом манипуляторов, обеспечивая гладкое

и точное перемещение.

Целью данной курсовой работы является разработка линейной

направляющей с приводом для манипулятора. Основная задача состоит в

создании механизма, способного обеспечить плавное и точное линейное

перемещение рабочего инструмента манипулятора в заданном диапазоне.

В работе будут рассмотрены основные принципы функционирования

линейных направляющих с приводом, а также изучены различные подходы и

технологии, применяемые в их разработке. Будут рассмотрены различные типы

приводов.

Особое внимание будет уделено выбору оптимального типа линейной

направляющей с приводом для конкретной задачи, учитывая требования к

точности, скорости и нагрузке манипулятора. Также будут рассмотрены аспекты

конструирования и расчета необходимых параметров механизма.

По результатам исследования будет создан прототип линейной

направляющей с приводом для манипулятора и проведены соответствующие

испытания. Результаты испытаний будут проанализированы и сравнены с

требованиями, определенными в начале работы.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Необходимо разработать линейную направляющую с приводом для перемещения робота в составе гибкого производственного модуля;

2. Тип робота: антропоморфный шарнирный с 6-ю степенями свободы;

3. Управление приводом каретки: от ЧПУ робота;

4. Климатическое исполнение: УХЛ.4.2 по ГОСТ 15150-69;

5. Степень защиты: IP20 по ГОСТ 14254-80;

6. Основные технические параметры:

6.1. Вес рабочего органа, кг, не менее: 6;

6.2. Дополнительная нагрузка на рабочий орган, Н: отсутствует;

6.3. Максимальный вылет робота (в направлении, перпендикулярном оси направляющей), мм, не менее: 1000;

6.4. Диапазон перемещений робота вдоль направляющей, м, не менее: 3;

6.5. Положение направляющей: стена;

6.6. Максимальное время перемещения от точки к точке, с, не более: 2;

6.7. Абсолютная точность позиционирования, мм, не хуже: 0.1;

6.8. Отклонение от прямолинейности на 1 метр, мм, не более: 0.1;

6.9. При максимальном вылете полезной нагрузки относительно направляющей величина деформации направляющей в вертикальной плоскости не должна превышать величину допустимого отклонения от прямолинейности.

7. Режим работы:

7.1. Режим работы: повторно-кратковременный;

7.2. Продолжительность включения двигателя (ПВД), %, не более: 50;

7.3. Закон разгона/торможения: линейный;

7.4. При перемещении каретки звенья робота неподвижны;

8. Особые требования к элементам конструкции:

8.1. Максимальная длина при транспортировании направляющей, м: 2;

8.2. Для варианта вертикальной направляющей, в случае невозможности обеспечения самофиксации каретки механической передачей, необходимо использовать противовес;

8.3. Тип направляющих каретки: качения;

8.4. Для выставления положения направляющей в пространстве необходимо использовать регулируемые опоры;

8.5. С целью предохранения кабелей и трубопроводов, подводимых к каретке, необходимо использовать гибкий кабель-канал. Кабель-канал может быть открытого типа.

8.6. Для предохранения направляющей при крайних положениях каретки (в случае неисправности программных ограничителей перемещений и концевых выключателей) необходимо использовать демпферы.

9. Требования к приводу:

9.1. Вид движения, реализуемый двигателем: вращение;

9.2. Тип двигателя: электрический, асинхронный;

9.3. Система управления двигателем: комплектная с двигателем, совместимая с ЧПУ робота;

9.4. Параметры питания системы управления двигателем: совместимые с ЧПУ робота;

9.5. Тип привода: следящий;

10. Требования к средствам защиты направляющих:

10.1. Для защиты направляющих от пыли необходимо использовать воздушные шторки на опорах каретки;

10.2. Подача воздуха для обдува направляющих должна осуществляться только в момент движения;

10.3. Для управления подачей воздуха может использоваться ЧПУ робота;

10.4. Система подготовки воздуха должна включать регулятор давления и фильтр грубой очистки;

10.5. Направляющая должна содержать встроенную систему автоматической смазки;

10.6. Управление циклом смазки: от системы управления станции смазки или от ЧПУ робота;

10.7. Объем бака станции смазки должен обеспечивать цикличность обслуживания, час, не менее: 150;

11. Требования к датчикам обратной связи

11.1. Ограничение перемещений: программное (в системе ЧПУ робота) и с помощью концевых выключателей;

11.2. Для выхода в ноль (обнуления счетчика датчика положения) необходимо предусмотреть концевой выключатель с возможность настройки положения во всем диапазоне перемещений.

11.3. В качестве датчика положения каретки может использоваться датчик угла поворота двигателя или внешний датчик, в том числе линейный, если это необходимо для обеспечения заданной точности позиционирования;

11.4. Тип датчика положения каретки: инкрементный;

11.5. Физический принцип работы датчика положения каретки (или/или): оптический, магнитный, индуктивный;

12. Требования к надежности:

12.1. Срок службы, лет, не менее: 5;

12.2. Наработка на отказ, час, не менее: 5000.