Варианты 143-153 (Сборник И.В. Леонова ) (Условия КП - Варианты 1-153), страница 2

2. По заданному программному движению схвата с грузом по его траектории движения н по заданным ограничениям на скорость О~ „) и ускорение (а „) схвата построить диаграммы перемещений, скоростей и ускорений захватного устройства в функции времени. 3. По заданному программному движению схвата решить обратную задачу кинематики и найти значения входных обобщенных координат механизма манипулятора и их производных. 4. По заданным или выбранным геометрическим размерам основного механизма построить кинематические диаграммы,и найти передаточные функции скоростей точек приложения нагрузок, указанных на схеме точек механизма: П(г'вх -) а5, г))ввх 625 2 дРвх 5. Составить кинематические схемы приводов и выбрать оптимальные передаточные отношения по критерию быстродействия.

б. По заданной диаграмме работы привода поворота определить момент переключения двигателя из режима разгона в режим торможения. Определить условия для безударного останова и построить диаграмму работ, скоростей и времени движения. 7. По заданным или рассчитанным значениям масс и геометрических размеров произвести статическое уравновешивание механизма с целью снизить нагрузки на привод подъма груза в нижнем его положении. 8. Выполнить силовой расчет манипуляционного механизма (определить усилия в кинематических парах) при движении в заданной плоскости или повороте манипулятора вокруг вертикальной оси при заданной программе движения или заданном положении для расчета. 9. Рассчитать требуемую мошность привода манипулятора и построить диаграммы движуших сил, необходимых для осушествления заданного программного движения.

10. Выполнить расчет зубчатых цилиндрических передач и планетарного редуктора привода манипулятора. Произвести расчет на прочность, выбрать коэффициенты смещения и оптимальный вариант зубчатой передачи. Методом обращенного движения провести профилирование зуба и вычертить схему зацепления. Для планетарного механизма провести подбор чисел зубьев гю передаточному отношению и кинематический анализ.

11. Выполнить проектирование кулачкового механизма по заданному рабочему ходу и диаграмме движений с учетом ограничения на допустимый угол давления в высшей кинематической паре. Построить профиль кулачка и диаграмму углов давления в функции угла поворота кулачка. 12. Выполнить проверочный расчет подшипников и валов механизма привода, используя данные динамического исследования и результаты расчетов реакции з кинематических парах. 13. Разработать общий вид манипулятора с разрезами, различными видами и сочетаниями, позволяющими получить общее представление о конструкции.

14. Вычертить рабочие чертежи деталей привода манипулятора. 15. Оформить расчет в виде расчетно-пояснительной записки объемом 30 — 50 страниц. 2. ЗАДАНИЯ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Задание№143 . Исследование и проектирование манипуляционного механизма и приводов промышленного робота с тремя степенями свободы Структурная схема механизмов промышленного робота (ПР) представлена на рис. 2.1. Исполнительный трехзвенный манипулятор содержит звенья 1, 2 и 3, обеспечивающие движение захватного устройства 9 в цилиндрической области обслуживания. Обобщенными координатами звеньев исполнительного механизма являются углы: угол поворота щ(б звена 1 относительно стойки б, угловая координата ут21 при повороте звена 2 относительно звена 1 и угловая координата )т при повороте звена 3 относительно звена 2. Поворот манипулятора относительно вертикальной оси Ау(1) осуществляется электродвигателем МЬ, врап(ение ротора которого передается через планетарный редуктор ПРЬ и зубчатую передачу ЗП. Относительное вращение звеньев 2 и 3 двухзвенного манипуляционного механизма АСЕ осуществляется с помощью гидроили пневмоприводов.

Линейный привод со звеньями 4 и 5 установлен на сферических кинематических парах В и Р между звеньями 2 и 3 и обеспечивает програьлмное изменение обобшенной координаты ю з. Поворотный привод условно обозначен цифрами 7 и 8. Элементы 7 и 8 жестко связаны со звеньями соответственно ! и 2 и обеспечивают програмное изменение обобщенной координаты Ут21 При выполнения курсового проекта манипуляционный механизм следует рассмотреть на двух режимах: 1) перенос заготовки от накопителя в позицию ЕЬ (Хн) и У 1 заданы) по плоской траектории в локальной системе отсчета Х Ау , связанной со звеном 1; (171 (н 2) перенос заготовки в позицию Ез (Х ы Уез), определяемую заданным расстоянием зс1Е = ЕЬЕ27РЬ и углом )5л наклона прямолинейной траектории точки Е оси Ах подвижной системы отсчета.

ПЬ Подача заготовок из накопителя в позицию ЕЬ захватного устройства 9 осуществляется ползуном 10, относительно стоики 6 с помощью кулачкового механизма КМ, планетарного редуктора 17Р2 и электродвигателя Мз. Нумерация заданий е настоящем сборнике продолжает нумерацию а сборниках, изданных ранее. 1О Захватное устройство 9 манипулятора при движении по заданной проекции совершает разгон до максимального ускорения ае движение с постоянной скоростью (лл, „, и торможение с безударной остановкой в позиции Е2. В исходных данных задан вариант изменения ускорения захватного устройства по траектории в безразмерных координатах /"()О, где /к Бл/Нл — безразмерное перемешеиие в функции безразмерного времени К (,./(11 движения (О < К я 1). Участки разгона и торможения заданы интервалами О - К(, и К21.

На участке К) К2 — движение захвата происходит с постоянной скоростью. При проектировании необходимо выполнить следуюшие агапы: 1. Структурный н кинематический синтез исполнительного манипуляционного механизма и механизмов приводов с устранением избыточных связей в замкнутых контурах. 2.

По заданному программному 2(вижению захватного устроиства по траектории в системе отсчета Ах у и заданному ограничению ( ) (1) по ускорению схвата ан,„„при ходе Нл построить графики перемещения, скорости н ускорения захватного устройства.

3. По заданному программному движению захвата решить обратную задачу кинематики и найти значения обобщенных координат механизма манипулятора уа21, )аз2 и их производные аа'2( аа'32 И'Р 21 (г 32 4. Выполнить силовой расчет манипуляционного механизма при движении звеньев в заданной плоскости Ах у и повороте ма- (1) И) нипулятора вокруг оси Ау на заданные углы поворота р(ь от- (1) носнтельно вертикальной оси. 5. Выполнить расчет зубчатой цилиндрической передачи и планетарного редуктора привода поворота манипулятора вокру~ вертикальной оси.

б. Выполнить проектирование кулачкового механизма для подачи заготовок из накопителя в позицию Е, захватного устроиства. Варианты заданий (А-Д) представлены в табл. 2,1. Таблиц ~ 21 12 Продилмеиие табл 2 ! оло О 70 !3 0,45 ОтнОСитЕльны» рззмеры АВ/АС А5/АС СП/СЕ Ве/50 0,4 0,5 0,5 05 0,4 0,5 0,5 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 Лннейнзя платность звеньев 2 р кг/м кг/м Рз Кгlм рт 50 30 5 20 55 30 5 20 70 35 5 25 60 35 5 20 50 5 20 Кеордннзты опорной точки ззхвлтз в системе 1,25 0,80 0,95 0,82 См Сборник заданий для курсовою праектнровзннз пе дньцншнне ОПМ / пел рел СА Попова М Изд во МГГУ нм НЭ Баумана 1993 С 10(М106 0 16 016 00 020 0,20 Угловзз кеердннзтз екю н точки Е ЗаданисЛ/р 244, Проектирование механизмов трехподвижнога уравновешенного манипулятора 160 165 !50 !55 Ход перемещения ззхвзтз Е пе заданной траектории 0,70 0,65 1,05 1,00 Мзкенмзльнее ускаренне мхвзтз пин м/сз 20 30 ЗО Мзкснмкяьнзя угловая скереезь прн повороте вокруг еен у и рвд/е 2,0 1,9 2,0 Вариант изменения уекеренняь ззквзтз прн лвнненнн пе зздзнней траектории 1О О,З 0,7 3 0,4 О,б 4 0,4 О,В 0,4 0,6 14 0,3 0,7 Момент инерции мвннпуляцненнею мехзннзмз прн певорете относительно еен Ау(11 кг м т(ид 120 150 140 130 120 Мещноеть н чзететз ирки(еиня двнтзтелз 0,18 800 0,55 740 0,37 0,25 750 770 0,18 ВОО кВт 1/мнн Сбалансированный манипулятор используется как грузоподьемная машина для подъема и горизонтального перемещения изделий.

Он содержит систему уравновешивания рабочего органа при перемещении в пределах зоны обслуживания. Такие манипуляторы позволяют легко перемещать изделия по желаемой траектории, регулируя при этом изменение скорости перемещения. Система уравновешивания содержит автоматические пневматические уетройства с кулачкавым механизмом, не допускает произвольное смещение груза и предотвращает свободное падение груза прн аварийных ситуациях в системе управления.

Сбалансированный манипулятор имеет приводы вертикального и горизонтального перемещений и поворота вокруг вертикальнои оси Управление приводами осуществляется вручную е помощью рукоятки управления или устройствами задания программного движения с разделением движений по различным подвижностям во времени. Структурная схема манипуляционного механизма приведена на рнс. 2.2 в анде пантографа с тремя степенями свободы. Ее можно рассматривать как схему базового плоскою механизма с двумя степенями свободы (И' 2), устанавливаемого на паворотнои платформе 5, привадчщейся в движение ог электрического двигателя Я» Рис.

2.2 Ряс. 2,4 !б 1 с помощью рядовой зубчатой передачи 2 и планетарного редуктора 3. Торможение осуществляется тормозом 4. Оси звеньев механизма пантографа 7» и 5", так же как и звеньев бэ и 4, параллельны, При движении груза по вертикали рабочая точка 8 горизонтального привода 2" остается неподвижной, а точка А изменяет положение с помощью привода вертикального перемещения 1~, При движении точки Е схвата в горизонтальной плоскости неподвижной является точка А, а положение точки 22 меняется с помощью привода горизонтального перемещения. При движении схвата по другим траекториям могут работать оба привода одновременно, Уравновешивание манипулятора осуществляется с помощью пневматического привода ЗЯ, давление в котором поддерживается при работе с помощью автоматического устройства на основе кулачкового механизма (рис.

2.3). Управление подъемом груза начинается с уравновешивания манипулятора путем увеличения давления в пневматическом цилиндре уравновешивающего устройства вплоть до отрыва груза. После этого давление в пневРие. 2.2 мосистеме поддерживается постоянным н в действие последовательно вступают приводы вертикального и горизонтального пермещений или поворота. Торможение осуществляется автоматически после перевода системы управления в соответствующии режим. Уравно- вешивание груза при этом не нарушается.

Система уравновешивания выключается после остановки манипулятора, Законы движения точки Е охвата при вертикальном перемещении и толкателя кулачкового механизма показаны на рнс. 2.4, Исходные данные для проектирования приведены в табл. 2,2, варианты структурных схем показаны иа рис, 2.5. При выполнении проекта требуется следующее: 1. Спроектировать кинематическую схему и определить размеры звеньев.