Воробьёв В.И., Бабич А.В., Жуков К.П., Попов С.А., Семин Ю.И. - Механика промышленных роботов, страница 11

= 200; лла станка № 2 ха=1700, УВ= 700, г,=700; 11 =5000; <Рг = 180' — агс18(500/1500) + агс18(700/1700) = 183'55', принимае м с учетом запаса хода для установки углов Рг = 220'1 игггф\5ю Б~ООЗ \г(яю~~Т7ю ~всю)- = 28'54', принимаем <р = 45'; г = 1700/соз 4гг — 900/соз грг 880 мм, пРинимаем 5 = 1000 мм. Тогда Ь8Р! = 220/(57-5000) = 7,7 10 ь; ЛЧ32 = 45/(57 5000) = 1,5.10 "; Лез = 1000/500 = 0 2 мм Ьх = ~1500'+ 5002 7 7. !О Ьгйп18'43'+02соз18 43'+ +1/15002+ 500! 1,5 ° 10 ьсоз!8'43'= 0,79 мм; Ьу. - ~Т5Ю 503 5,5 10 14'43' + 0 2 1 18'43' + с35503* 4 540'.1,5.10 ' Ь !8'43' = 1,283 Лг,=')/!5002+ 500'-77.10 Ьзсп7*2!'= 015 мм; аналогично, с5хо=0,96 мм; 4!у!=1,47 мм; с!хо=0,53 мм Модуль максимальной ошибки А = ~/4534 + 4!у! + д84 = 0 96 + 1 47 + 0,53' = 1,81 м м. Решая аналогичные уравнения для компоновки (рис.

2.10,т и 2.11,6), получаем: Ах=1,13 мм; Лу=!,6 мм; д8х=1,3 мм. Для портальной компоновки (рис. 2.!0,6 и 2.11,в,д) с!к=065 мм; Ау= 1,2 мм; с!с=0,8 мм;с!= 1,58 мм. Таким образом, портальная компоновка по погрешности позиционирования имеет преимущество. Определяем время перемещения детали со станка № 1 на станок № 2: с= 2.55/58+ Х Р.!;/58* где Б! — суммарное линейное перемещение в цикле„су!— суммарное угловое перемешение; Я! — линейная скорость; !! — максимальное расстояние от оси вращения до охвата.

Робот со сферической системой координат должен после довательно выполнить перемещение 5, = 800 мм для выхо. да из станка, поворот вокруг оси ср! = 3,21 рад, 1, = 1030 мя и перемешение Яз = 900 мм; перемещение сос =0,47 рад со' вмешается с перемещением о3! и в расчете времени в! учитывается, тогда С, = 800/5, + 3,2! . 1030/5,.

+ 900/Я5 = 50065! ', ,78 робот с угловой системой координат может выполнить перемешение двумя способами. Первый способ: перелсещения звеньев 2 и 3 на углы 8(32 = — 8Рз = 0,7 рад для выхода из станка; поворот вокруг оси з иа угол ср! = 3,21 рад, 1, = 1030 мм и в радиальном направлении за счет движений звеньев 43 и 93з на угол, равный 0,75 рад, !г = !3 = 1050 мм, тогда с' = 07 1050/5+ 3 21 1030/5+ 075.1050/Б = 4828$ Второй способ: перемешения звеньев 2 и 3 одновременно на углы с!2= !уз=2,36 рад и поворот вокруг оси х на угол, равный 0,22 рад: с" = 2,36 1050/Я+ 0,22. 1830/5 = 28805 Робот портальной компоновки должен выполнить повоРот звеньев 2 и 3 на Угол суз = е3з = 0,7 РаД, пеРемеЩение по оси у Я! = 5000 мм и поворотом звеньев суз = 4уз = 0,75 рад по осям с, х ввести охват в рабочую зону второго станка: сз = 0 7 '!050/5 + 5000/Б + 075 ' 1050/5 = 65225 По быстродействию имеет преимущество робот с угловой системой координат при втором способе перемещения звеньев 2 и 3. Сравним компоновки по энергетическим затратам, используя произведения перемещений на относительные силы, Равные произведению относительных масс на единичные ускорения.

Относительную массу первого звена принимаем Равной единице, второго звена — 0,76, третьего звена — 0,53. Для компоновки на рис. 211,а Х 55Р!о = 5зпсз1 + 882!23лс! + 8(3звсг1 + 520п821 = ! ! = 800 053+ 321 1030+ 047.1030.076+900.053.1=4575. Дчя компоновки на рис, 2.11,6 ь' 5!г10 = 236 1050.053+ 236 1050.076+ 022 1030.1 = ! ! = 3422. !!ля компоновки на рис. 2.11,в ,4 о!о!о =0,7 1050 0,53+ 5000.1 1+ 0,75.1050 0,53 = 5778, 79 По энергетическим затратам имеет преимущество ком. поповка робота с угловой системой координат. Проведем оценку числа необходимых одновременно ра.

ботающих степеней подвижности для загрузки детали в патрон станка (точки в, г). Робот на рнс. 2.11,а перемещается в точки в, г из точек а и б за счет одновременного движе. ння первой и третьей степеней подвижности, робот ия рис. 231,6 производит это перемещение за счет одновре. менного движения всех трех степеней подвижности, робот с компоновкой (рис. 2.!1,в) — за счет одной первой степени подвижности, т.е. робот портальной компоновки имеет преимущество. Сопоставление компоновок по занимаемой площади и удобству обслуживания проводят из анализа планировки (см.

рис. 2.3). Преимущество имеет портальная компоновка. Площадь, занимаемая портальной компоновкой (см. рис. 2.3), А, х Б, = 30 мг, напольной А х Б = 60 мг. Коэффициент простоты конструкции: рис. 2.1!,а: К з — — 0,5+ 1,0+ 1,0= 2,5; рис. 2.1!,б: К„г = 3,0; рнс. 2.11,в: К„, =2,5. Коэффициент удобства обслуживания напольной компоновки К = 3, портальной компоновки К =6. Коэффициегпы значимости параметров точности и бы.

стродействня примем равными 1, остальные — 0,75. Определим коэффициенты совершенства К,,г и К,,з портальной компоновки по сравнению с угловой и сферической компоновками: 2,34 2880 3422 3 60 6 К„г = 1,0 — '1,0 — 0,75 — 0,75 — 0,75 — 0,75 — х 1,58 ' 6522 ' 5778 ' 1 30 3 2,5 х 0,75 — '= 1,40; З,О К,,я=1,0 — '1,0 075 0,75 — 0,75 — 0,75 — х 1,81 5006 4575 2 60 6 1,58 ' 6522 5778 ' 1 ' 30 3 3,0 х 0,75 — '= 2,93.

З,О Размеры рабочей зоны, кивематическая структура н перемещения ориентирующих степеней подвижности. Кинематическая структура, перемещения и рабочая зона ориентирующих степеней подвижности определяются исходя из кинетостатического анализа движений объекта манипулирования в процессе производства, кннематической структуры НМС ц положения руки относительно объекта манипулирования.

расчет проводят в такой последовательности. 1. Объект манипулирования простой формы (деталь вращения) формализуют в виде одного вектора и, (рис. 2.12,а), сложной формы — в виде двух векторов гг и и (рис, 2.12,б,в). Векторы направляют по осям, характеризующим положение объекта манипулирования в технологической оснастке 2. С рукой робота связывают подвижную систему координат Охуг (рис. 2.12,д). Ось х направляют по оси выходного звена руки, а точку 0 начала координат совмещают с концом выходного звена руки. 3.

Точку 0 соединяют вектором гз с точкой вектора и„ где предполагается осуществить захват объекта манипулирования. а) Параметры точности и быстродействия определяютс" как обратные величины погрешности позиционирования и времени движения, Таким образом, портальная компоновка является пред почтительной. 80 Рис.

2,12 4. ОпРеделЯют пРоекции гдо г,х„гг, век~оРов г„г,, гэ на плоскости координат Охуг в случае изменения взаимного положения руки и объекта манипулирования в процессе производства, где 2 = 1, 2, 3 — номер вектора; 1 — номер характерного положения объекта манипулирования в процессе производства. 5. Проводят анализ изменения углов наклона проекций гио ги,, го к осям координат Охуг. На основе анализа разрабатывают структурную кинематическую схему ориентирующих степеней подвижности. Прн наличии изменения углов (Лд „, Ьщп, Ьди ~ О) необходимо предусматривать при построении структурной схемы вращательную пару с осью, перпендикулярной соответствующей плоскости координат Охуг.

б. С неподвижными осями вращательных пар ориентирующего механизма связывают подвижную систему координат О,х„О,ух, О,г,. С подвижными осями вращательных пар перпендикулярно им связывают векторы гд, (рис. 2.12,г). Для робота, работающего в угловой системе координат, задают размеры звеньев ориентирующего меха. низма, так как его перемещения зависят от этих размеров и взаимного расположения робота и оборудования. 7. Во всех характерных точках рабочего цикла робота, в которых имеется изменение взаимного расположения звеньев ориентирующего механизма и руки робота, строят диаграммы проекций векторов г, ..., г на плоскости, перпендикулярные осям О,х„О,у„О,х,, которые называют диаграммами изменения углов перемещения звеньев ориентирующего механизма Лф„..., Л<рэ. Каэкдое положение проекций векторов обозначают порядковым номером точки в цикле робота.

Диаграммы Агро ..., Лфэ приведены на рис. 2,12, е. 8. В зоне наибольшей дисперсии точек на диаграммах Лфо ..., Аф, выбирают нулевое положение степени подвижности н обозначают его нулем (рис. 2.12,е). 9. Определяют максимальное отклонение углов Л<ро ..., Ьщэ от выбранного нулевого положения. Найденные значения !ро — що фх, — дх определяют необходимую рабочую зону ориентирующих степеней подвижности. При установке жестких упоров на степени подвижности полученные значе.

ния углов увеличивают на 5...7'. !О. При разработке конструкции ориентирующего меха. низма из конструктивных соображений (компактность особые условия работы) иногда бывает выгодно изменить 82 структурную схему ориентирующего механизма (например, углы между вращающимися парами), тогда этапы б „8 повторяю~. Прямей'1. Определить кянематическую структуру и рабочую зону ориентирующего механизма кисти робота напольного тяпа, работающего в сферической системе координат я обслуживающего два токарных станка.

Планировка гибкого производственного модуля приведена на рис. 2.13,а, эскиз детали — на рис. 2.12,а, а положение детали относительно рабочей зоны станков — на рис, 2Л3,е,а Р е ш е н ив. Так как легаль представляет собой тело вращения, то формалнзуем ее в виде вектора г, (см. Рис. 2.12,а). 2, С рукой робота связываем подвижную систему координат Охух (рис. 2.13,в,г). Учитывая, что захватывание осуществляется нерпснликулярно осн детали, вектор г, направляем перпендикулярна оси вектора гз. 3.