Пояснительная записка (КП Бароян), страница 2

Запишем, например, уравнение кинематического баланса для максимальной подачи в вертикальном направлении бокового суппорта:

.

Уравнение минимальной подачи в горизонтальном направлении верхнего суппорта:

Быстрые перемещения суппортов осуществляются от электродвигателя М2 (N = 3 кВт; n = 1365 об/мин) через передачи z = 20–66–75 и далее по тем же кинематическим цепям, что и для рабочих подач. Вертикальное перемещение поперечины осуществляется от реверсивного электродвигателя М3 (N = 2 кВт, n = 900 об/мин) через червячные редукторы z = 2–34. Зубчатая муфта М₂₇ служит для установки поперечины параллельно рабочей поверхности планшайбы. Поворот полумуфты на один зуб дает величину перемещения поперечины на 0,005 мм.

Поворот револьверной головки в следующую позицию происходит от электродвигателя М4 (N = 0,8 кВт, n = 1350 об/мин) через передачи z = 18–34–45 и приводной вал XXXV. Перемещаясь вверх, вал XXXV с рейкой модулем m = 3 мм через косозубое колесо z = 31 (разрез К–К) и винт XXXVI с шагом P = 12 мм отжимает револьверную головку. Вал XXXV перемещается до тех пор, пока рейка не упрется в торец гайки. Перед этим конечный выключатель отключит М₂₆ и гайка с насаженным на нее червяком z = 1 начнет вращаться, тогда через передачи z = 1–25, z = 18–72 произойдет поворот револьверной головки на 1/5 часть. Затем микропереключатель даст команду на реверс электродвигателя, в результате обратным движением вала XXXV через рейку, косозубое колесо-гайку z = 31 и винт XXXVI происходит прижим револьверной головки к ползуну.

В отличие от базовой модели в станке 1512Ф2 имеется механизм автоматической смены позиций у четырехпозиционного резцодержателя. Поворот резцедержателя осуществляется от отдельного электродвигателя через планетарный редуктор и коническую зубчатую пару.

Датчики обратной связи на сельсинах устанавливают на револьверном суппорте:

а) по горизонтали (ось X),

б) по вертикали (ось Z);

на боковом суппорте:

а) по горизонтали (ось W),

б) по вертикали (ось V).

Конструкции всех узлов обеспечивают высокую точность и долговечность работы. Так, на направляющих бокового суппорта сделаны бронзовые накладки для повышения их износоустойчивости. Ползун вертикального суппорта имеет прямоугольное сечение с диагональными ребрами для обеспечения жесткости; ребрами усилены и поперечные салазки. Для выбора зазора, уменьшения износа направляющих и облегчения перемещения суппорта установлены специальные разгрузочные устройства. Перемещения суппортов ограничены конечными выключателями.

2.5. Стол станка

Стол (рис. 3) состоит из корпуса 1, планшайбы 8 со шпинделем 6, круговых направляющих с текстолитовыми накладками 9 и привода планшайбы. Корпус стола имеет большую жесткость за счет ребер. Лабиринт 2 препятствует разбрызгиванию смазки. Планшайба представляет собой полый диск с рядом внутренних и кольцевых ребер. Для точной установки по центру планшайбы деталей или установочных приспособлений в ней расточено центрирующее отверстие, предохраняемое от забоин специальной заглушкой 7.

Для обеспечения плавности работы при значительной быстроходности станков цилиндрические колеса 10, 11 сделаны косозубыми, а коническое колесо 12 с круговым зубом. Шпиндель 6 имеет в качестве опор двухрядные роликовые подшипники 4 и 14. Регулировку подшипников осуществляют гайками 3 и 15 с одновременным подшлифовыванием компенсаторов 5 и 13.

Рис. 3. Стол станка 1512Ф2

3. Напольный промышленный робот

Многоцелевые промышленные роботы (ПР) типа «Универсал-20» применяются для автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, обслуживания различного технологического оборудования, межоперационного и межстаночного транспортирования объектов обработки и выполнения других вспомогательных операций.

3.1. Техническая характеристика робота

Грузоподъемность	20 кг
Число степеней подвижности	6
Наибольшая величина перемещения:
– вокруг вертикальной оси I–I	340
– вдоль оси I-I	400 мм
– вдоль горизонтальной оси III–III	630 мм
– вокруг вертикальной оси II–II	240
– вокруг оси III–III	180
– вокруг оси IV–IV	180
Наибольшая скорость:
– вокруг оси I–I поворота.	84 град/с
– вертикального хода руки вдоль оси I–I	0.27 м/с
– выдвижение руки вдоль оси III–III	1.08 м/с
– поворота руки вокруг оси II–II	132 град/c
Точность позиционирования	1 мм
Масса	870 кг

3.2. Основные механизмы робота

Рис. 4. Общий вид промышленного робота «Универсал-20»

Общий вид робота приведен на рисунке 4. Исполнительным механизмом ПР является манипулятор, который обеспечивает установку в пределах рабочей зоны захватного механизма схвата. Манипулятор имеет четыре степени подвижности руки 1 в сферической системе координат, которые реализуются механизмами: поворота 2 относительно оси II–II, выдвижения руки 3 вдоль оси III–III, поворота руки 4 относительно вертикальной оси I–I, подъема руки 5 вдоль оси I–I. Две ориентирующие степени подвижности ра­бочего органа-схвата 7 создают механизмы вращения кисти руки 6 от­носительно ее продольной оси III–III и поперечной оси IV–IV. По­движные механизмы манипулятора защищены от попадания пыли, гря­зи и масла ограждением 8.

Установочные перемещения руки осуществляются с помощью электромеханических следящих приводов, а ориентирующие движения кисти руки и зажим-разжим схвата – пневмоцилиндрами.

Пневмоблок 9, которым комплектуется ПР, предназначен для под­готовки, регулирования подачи сжатого воздуха из заводской сети и блокирования работы манипулятора при падении давления ниже до­пустимого.

Блок тиристорных электроприводов 10 формирует управляющие на­пряжения в якорной цепи электродвигателей постоянного тока.

Устройство программного управления 11 позиционного типа имеет возможность записи программы в режиме обучения (по первому цик­лу) и формирует управляющие сигналы на блок 10, а также техноло­гические команды управления циклом работы манипулятора и обслу­живаемого оборудования.

Блоки тиристорного электропривода ЭПТ6-У20 обеспечивают уп­равление в следящем режиме электродвигателями постоянного тока типа СЛ-569 и СЛ-661, установленными в механизмах четырех програм­мируемых степеней подвижности манипулятора.

Механизмы электроприводов включают в себя зубчатые или червяч­ные редукторы, параметры которых, даны в кинематической схеме. Обратная связь исполнительных механизмов манипулятора по положе­нию, и скорости осуществляется потенциометрическими датчиками типа ППМЛ, приводящимися с помощью зубчатых редукторов и тахогенераторов типа СЛ-121, которые приводятся в движение специальными зубчатыми или ременными механизмами.

Также пневмоблок предназначен для циклового управления двумя ориентирующими дви­жениями кисти руки и захватным устройством. Приводы этих движений осуществляются от пневмоцилиндров. Для преобразования поступатель­ного перемещения поршня во вращательное движение кисти руки ис­пользуются винтовой копир (в приводе поворота кисти руки относи­тельно ее продольной оси) и передача рейка-шестерня (в приводе качания кисти относительно поперечной оси). Привод зажима и разжи­ма губок схвата осуществляется рычажным механизмом, присоединен­ным к штоку пневмоцилиндра. Соединение механизмов манипулятора между собой и устройством аналогового позиционного программного управления типа АПС-1 производится в соответствии с принципиальной электрической схемой.

3.3. Захватное устройство робота

Преимуществом исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением является возможность достижения больших усилий зажима. Однако наибольшие усилия достигаются обычно лишь в узком диапазоне рабочих перемещений.

В связи с этим для обеспечения надежного удержания объектов ман­ипулирования при широком диапазоне их размеров необходимо использовать в ЗУ исполнительные механизмы с постоянным передаточным механизмом (например, зубчато-реечные, винтовые, некоторые рычажные и др.) или предусматривать переналадку исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением (например, рычажного типа).

Н

Рис. 5. Захватное устройство робота

а рисунке 5 показан вариант конструкции однопозиционного схвата для деталей типа дисков и фланцев, имеющих широкий диапазон диаметров. Рассматриваемая конструкция обеспечивает центрирование детали независимо от диаметра. Высокая стабильность установки (0,05 – 0,07 мм) достигается за счет профилирования губок схвата.

Две пары рычагов 1, выполненных заодно с зажимными губками, свободно установлены на своих осях 2. На рычагах нарезаны зубчатые секторы, входящие попарно в зацепление с рейками 3, которые связа­ны между собой рычагами 4, образующими шарнирный параллело­грамм. Шарнирный параллелограмм обеспечивает независимую работу каждой пары зажимных рычагов 1, что необходимо для захватывания и центрирования деталей. Место соединения тяги 5 с гнездом, выполненным во втулке 6 привода зажима и разжима схва­та, а также байонетное соединение хвостовика 7 схвата с головкой шпинделя 8 кисти руки унифицированы. Предусмотрены два исполнения унифицированного захватного уст­ройства: сменное и быстросменное. В сменном захватном устройстве хвостовик 7 крепится к шпинделю 8 кисти руки при помощи байонетного замка 9, накидного рычага 10 с резьбой и гайки 11. В быстросменном захватном устройстве применяется только байонетное крепление 9, которое может быть использовано и при авто­матической смене схвата. При установке хвостовик 7 вводится в гнез­до с одновременным отжимом фиксатора 10, который при повороте схвата на 90° входит под действием пружины в отверстие во фланце.

4. Транспортно-накопительная система

Для накопления заготовок и позиционирования их пол захват роботом с учетом достаточно большой длительности цикла обработки заготовок выбираем тактовый стол. Тактовый стол является одной из разновидностей тележечных грузонесущих конвейеров. Широкое разнообразие их использования обусловило большое число их конструктивных разновидностей.