Курсовая работа: Проектирование захватного устройства промышленного робота

Наименование составной части ОКР: разработка захватного устройства промышленного робота KUKA KR-10 R1420.
Целью составной части ОКР является разработка конструкторской и технологической документации опытного образца захватного устройства робота.
Наименование и индекс образца: КП–15.03.01.
Технические требования к изделию
Состав изделия: комплект деталей захватного устройства в сборе.
Требования назначения: взаимодействие с технологическим оборудованием.
Требования к электропитанию. Изделие должно подключаться к внешнему источнику электропитания напряжением 12 В и потреблять от него не более 500 Вт мощности.
Требования электромагнитной совместимости отсутствуют.
Требования живучести и стойкости к внешним воздействиям. Изделие должно быть стойким к воздействию внешних воздействующих факторов согласно требованиям стандартов.
Требования надежности
Время непрерывной работы изделия должно быть не менее 24 ч.
Вероятность безотказного функционирования изделия должна быть не менее 98 %.
Время восстановления работоспособности изделия не должно превышать 4 ч.
Назначенный ресурс изделия до капитального ремонта должен составлять не менее 10000 ч.
Полный назначенный срок службы изделия должен составлять не менее 3 лет.
Назначенный срок службы изделия до его ремонта в условиях предприятия-изготовителя должен составлять не менее 1 года.
Требования эргономики, обитаемости и технической эстетики
Блоки изделия должны удовлетворять требованиям технической эстетики. Внешние поверхности не должны иметь острых ребер и углов.
Наружные поверхности блоков должны быть окрашены эмалью цветов, применяемых в окраске промышленного робота.
Требования к эксплуатации, хранению, удобству технического обслуживания и ремонта
Эксплуатация изделия должна осуществляться согласно требованиям эксплуатационной документации.
Изделие должно быть удобным в эксплуатации, и позволять производить его периодическое обслуживание одним человеком, подготовленным в объеме знания изделия до конструктивно-съемного элемента.
Ремонт изделия должен выполняться обслуживающим персоналом с использованием комплекта запасных частей, инструмента и принадлежностей (ЗИП).
Требования транспортабельности
Изделие должно допускать транспортирование всеми видами транспорта при температуре от -30 до +30 ºС и относительной влажности воздуха до 80 % при температуре +30 ºС.
Требования безопасности
Изделие при эксплуатации не должно создавать опасностей для обслуживающего персонала.
Требования стандартизации и унификации
Изделие должно разрабатываться с использованием стандартных и унифицированных частей, элементов, схемных и конструктивных решений.
Требования технологичности
Изготовление изделия не должно требовать применения специальных материалов и технологической оснастки.
Конструктивные требования
Изделие должно иметь блочно-модульное исполнение.
Изделие должно иметь возможность подключения к защитному заземлению.
Масса и габариты составных частей изделия не должны превышать: по массе — 20 кг, по габаритам — 300 х 300 х 300 мм.
Конструкция составных частей изделия должна обеспечивать возможность простой и быстрой их замены с полным восстановлением функций без подстройки и регулировки.
Функциональные узлы изделия должны иметь конструктивные элементы, предотвращающие их неправильную установку и включение.
Изделие не должно требовать внешнего принудительного охлаждения.
Защищенность оболочки изделия должна соответствовать степени защиты IP0X по ГОСТ 14254-96.
Технико-экономические требования
В рабочей конструкторской документации должен быть приведен расчет себестоимости изготовления опытного и серийного образцов.
Требования к видам обеспечения
Требования к метрологическому обеспечению

1. Единицы физических величин, их обозначение и наименование в документации на изделие должно соответствовать ГОСТ 8.417-2002. Результаты измерений должны выражаться в установленных единицах величин и представляться с указанием значений характеристик погрешности измерений.
2. Терминология в области метрологического обеспечения изделия должна соответствовать РМГ 29-99.
3. Метрологическое обеспечение испытаний изделия должно соответствовать ГОСТ Р 8.570-98. Испытательное оборудование должно быть аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97.

Требования к программному обеспечению

1. Программное обеспечение изделия должно обеспечивать реализацию всех функций, приведенных в настоящем техническом задании.
2. Программное обеспечение изделия должно работать под управлением операционной системы Windows.
3. Стороннее программное обеспечение, используемое в изделии, должно быть лицензированным.
4. Программное обеспечение изделия должно быть защищено от несанкционированного использования.

Требования к сырью, материалам и комплектующим изделиям
В изделии не должны применяться остродефицитные материалы и комплектующие изделия.
Используемые материалы не должны выделять дурнопахнущих, токсичных и взрывоопасных веществ во всех режимах работы и в нерабочем состоянии и не поддерживать горения.
Требования к консервации, упаковке и маркировке.
Изделие консервации и пере консервации не подлежит.
Готовое изделие должно быть упаковано в транспортную тару из гофрокартона.
Запасные части должны быть упакованы в отдельную коробку.
На каждом блоке изделия должна быть нанесена маркировка, проставлены клейма или пломбы в местах, предусмотренных сборочным чертежом, свидетельствующие об их приемке ОТК.
Требования к учебно-тренировочным средствам
Требования к учебным и тренировочным средствам не предъявляются.
Специальные требования
Специальные требования к изделию не предъявляются.

Разработать захватное устройство (ЗУ). Объект манипулирования – ступенчатый вал (схема представлена на рисунке 1). Тип захватного устройства – ЗУ с рычажно-ползунным передаточным механизмом (кинематическая схема ЗУ представлена на рисунке 2). Вид движения рабочего элемента – плоскопараллельное. Вал изготавливается из горячекатаного круглого прутка 34 мм Сталь 10 ГОСТ 2590-2006.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... 3
1. Техническое задание на проектирование......................................................... 5
1.1. Основные требования к конструкции изделия................................................ 5
Наименование, шифр составной части ОКР, основание, исполнитель и сроки выполнения составной части ОКР............................................................................................. 5
1.2. Формулировка задания на проектирование..................................................... 8
2. Определение усилия зажима............................................................................ 9
2.1. Вертикальное линейное перемещение............................................................ 9
2.2. Горизонтальное линейное перемещение....................................................... 10
2.3. Вращение ЗУ в горизонтальной плоскости................................................... 11
2.4. Торможение всех трех движений................................................................... 11
2.5. Эмпирическое усилие зажима ЗУ.................................................................. 11
3. Выбор типа промышленного робота по грузоподъемности........................ 12
4. Проектирование привода захватного устройства........................................ 17
5. Построение профиля центрующих губок.................................................... 20
6. Разработка конструкции захватного устройства.......................................... 21
7. Инженерный анализ конструкции............................................................... 24
7.1 Расчет сил, действующих в местах контакта................................................. 24
7.2 Расчёт губок на прочность............................................................................. 24
7.3 Расчет напряжений на поверхности контакта................................................ 25
7.4 Расчет губок на изгиб..................................................................................... 26
7.5. Оценка прочности болтовых креплений между ЗУ и рукой ПР.................... 27
8. Разработка технологических процессов...................................................... 29
8.1. Палец захватного устройства..................................................................... 29
8.2. Прямой переходник.................................................................................... 30
8.3. Переходник “Уголок”................................................................................. 31
8.4. Основание пальцев захвата ....................................................................... 32
8.5. Корпус для установки пневмоцилиндра..................................................... 33
8.6. Фланец........................................................................................................ 34
9. Моделирование захватного устройства....................................................... 35
Заключение........................................................................................................ 47
Список литературы…………………………………………………………………48
Приложение…………………………………………………………………………49