Варианты 143-153 (Сборник И.В. Леонова ) (Условия КП - Варианты 1-153), страница 3

2, Решить прямую задачу кинематики механизма манипулятора, определить передаточные отношения, положения, скорости н ускорения точек по соответствующим обобщенным координатам, 3. Уравновесить манипулятор в нижнем положении, Определить реакции в кинематических парах основного механизма при максимальных ускорениях груза, Примечание к расчел/у %и дЯЛ и Ф'и дЯА ' (2.1) Ю.Е АЕ иш — = — шК, /7Р АВ (2.2) тяблнце 22 Рис. 2.5 Обозизче- ние Численное винченце Величина 2,5 квт 270 кг Г зоподъемность 2АО кг/м Лииейнзя плотность по длине звеньев Мзксимзльизя зысотз подъеме грува, угоз поворота !1ОО мм 130 град 5,5 м/с ".и..ли.

1О м/сз 1,5 30 грал Ход толкзтеля куязчкоизго мехзнизмз Рабочий угол профиля кулачка 0,01 м 130 град 19 13 4. Провести динамическое исследование, чтобы определить за висимость от времени необходимой движущей силы для воспро изведения заданного закона подьема груза. 5.

Определить момент отключения двигателя н перехода в режим торможения при повороте, закон движении н оптимального передаточного отношения планетарного редуктора по критерию быстродействия. б. Рассчитать рядовую зубчатую передачу и планетарный механизм. 7. Спроектировать кулачковый механизм. Основные результаты расчета следует привести в записке, графическую информацшо — предсгавить на четырех листах формата А1: 1) уравновешнвание манипулятора; 2) динамическое исследование; 3) зубчатые передачи; 4) кулачковый механизм.

Вааимосвязь вертикального и горизонтального перемещений схвата манипулятора основана иа свойстве пантографа„по которому три его точки А, В„Е всегда находятся на одной прямой, Для упрощении динамическою расчета вспомогательные звенья, служащие для уравновешивания, не рассматриваются. В качестве примера выберем пантограф (см. рнс, 2.2). Передаточным отношением панторгафа и является отношение скоростей схвата н точки начального звена. Например, для вертикального движения Из подобии треугольников АОЕ и ВРЕ следует поэтому передаточное отношение механизма и постоянно. Аналогичные явления происходят при постоянном ноложенин точки А и перемещении точки В другого начального звена по горизонтали.

Часто прн проектировании принимают и 5,.10, а длину ЮР— половине максимального перемещения схвата. Мощность дяигзтеля прияодз пояорогз плзтформы п и и 1500 сб/мнн Отношениетормозного момента к дяиж щем Передзточное отношение прямозубой радовой з бчзтой пе дачи Мо ль зубчзтых колес Максимальный допустимый упш давления Задание)Уя145. Проектирование н исследование механизмов промышленного робота для дуговой сварки Промышленный робот предназначен для выполнения технологических операций при дуговой сварке деталей.

Он должен обеспечивать удержание электрода и движение конца электрода по заданной траектории (липин сварного шва) с требуемой ориентацией, Механизм сварочной головки обеспечивает непрерывную подачу электрода в процессе сварки, (т.е. размер 0М (рис, 2.б) не изменяется) . Манипулятор состоит из руки, звенья 0-1-2-3 которои образуют пространственный механизм со сферической системой координат; кисти (звенья 4-5) и схвата. Рука предназначена для изменения линейных координат электрода, кисть — для изменения его ориентации, схват — для захвата и удержания. Все подвижные звенья манипулятора снабжены электроприводами, тормозными устройствами и датчиками обратной связи по положению.

Механизм привода поворота руки робота состоит из электородвигателя постоянного тока 18, цилиндрической зубчатой передачи 7 с промежуточным колесом и волнового зубчатого редуктора 1-б-7-0. Датчик 12 обратной связи по положению соединяется с выходным валом 1 редуктора зубчатой передачей 1-!О. Управление концевыми выключателями 14 осуществляется толкателем кулачкового механизма 13, кулачок 11 которого установлен на одном валу с зубчатым колесом 1О.

Электромагнитный тормоз 9 расположен на валу электродвигателя и обеспечивает его торможение при отсутствии питания двигателя. При проектировании требуется выполнить следующее. 1. Кннематический синтез манипулятора, По заданным линейным и угловым размерам с учетом ограничений определить размеры звеньев манипулятора и построить зону обслуживания. По согласованию с преподавателем задать в пределах зоны обслуживания конфигурацию сварного шва (рекомендуется выбирать прямую с произвольной ориентацией) и ориентацию электрода относительна шва. 2. По заданной постояной скорости движения конца электрода Ум определить относительные перемещения, скорости и ускорения выходных звеньев приводов руки манипулятора. Построить диаграммы относительных перемещений, скоростей н ускорений в функции перемещения 5 точки Л4 схвата манипулятора 51!.

3. При заданных массах н моментах инерции звеньев манипулятора определить управляющие силовые воздействия выходных звеньев приводов. Для заданного положения манипулятора рас- 21 Окончэние табл. 2 3 Числовые энэчени» Единица изме- рения обоз- нзче- нне Ветнчннэ Расстояние от оси шарнира )) до конца электрода 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 !вм Массы звеньев 1 го 20 100 40 20 100 35 30 )го 25 кг ш! 100 35 120 40 ~нт кт 50 кг Сучмзрнвэ масса звеньев 4и5 10 15 15 го го кг Межосевое расстояние в кулзчковом чехзннзме 0,1 О,!2 0,1 0 !5 О 15 Рабочий ход концевою выключатели 0,002 0,002 0,002 0,002 0,015 0,02 0,015 0,01 Скорошь злектродэ Угол ориентации схвзта (злелтрода) относительно шва Ф ВО 80 град 1абтица 23 ПримЕчания к расчету Обоз- наче- нне Единица изме- рения Числовые эна шьия Величина Рэдиус зоны обслуживания максимальный 1,2 2,0 1,О )Л 0,9 0,9 15, = 0,1 .

ит, ° 1,. г минимальный Угол наклона руки от горизонтали вверх 2рад 50 30 50 45 40 15 20 язв град 20 20 20 вниз !22Н Высота от пола до осн шарнира В !в ! 1,4 ),г О,В до центра шэрннра А 1,0 07 ОВ 07 Угол поворота руки град 220 1ЗО град 1ВО 1ВО !50 200 !ХО 120 150 кисти т 43 гг считать реакции в кинематическик парах руки. Построить диаграммы управляющих силовых воздействий в функции перемещения конца охвата манипулятора 5э(. 4.

Рассчитать требуемую мощность привода поворота манипулятора и подобрать по каталогу электродвигатель, определить общее передаточное отношение редуктора привода, передаточные отношения для зубчатой передачи и волнового редуктора, провести геометрический расчет зубчатой передачи или волнового редуктора на ЭВМ и выбрать оптимальныи вариант. Методом обращенного движения провести профилирование зуба для одного из зубчатьо, колес, 'вычертить схему зацепления и провести кинематический анализ для зубчатой или волновой передачи.

5. Провести проектирование кулачкового механизма системы управления концевыми выключателями, считая профиль кулачка заданным: окружность радиуса Вк, центр окружности смещен от оси вращения на величину эксцентриситета !гы По заданному рабочему ходу концевого выключателя ттк определить размеры звеньев кулачкового механизма с учетом допустимых углов давления, провести кинематическое исследование механизма, построить диаграмму (тк у (ш)1) и диаграмму н у (7211).

Исходные данные для проектирования приведены в табл 2.3. 1. Центры масс звеньев считают расположенными по середине их длины. 2. Моменты инерции звеньев относительно осей, проходя!цнх через центр масс, приближенно рассчитывают по формуле 3. Силами взаимодействия между деталью и электродом принебрегают. 4. 2(ля силового расчета руки манипулятора выбирают точку с максимальными нагрузками.

5, При проектировании принимают допустимые углы давления во вращательных парах 1 н 1 - 35 град, в высших и поступательных парах [ о 1 25 град. б. Угол ориентации схвата )5 задан как угол между проекцией сварного шва МОМэ, и проекцией кисти ПМ на базовую плоскость манипулятора. Базовой называется плоскость, проходящая через центры кинематических пар руки (точки А, В, С, П).

Задание№ 14б. Проектирование н исследование механизмов промышленного робота Промышленный робот предназначен для перемещения деталей в процессе выполнения технологических операций. Он должен обеспечивать удержание детали и ее перемещение из начального положения Мо в конечное Мл по произвольной или заданной траектории. Структурные схемы манипулятора и механизмов приводов робота приведены на рис.2.7. Манипулятор состоит из руки, звенья 0-1-6-7 которой образуют пространственный механизм со сферической ангулярной (угловой) системой координат, н схвата. Рука предназначена для изменения линейных координат етали, схват — для захвата и удержания. Все подвижные звенья манипулятора снабжены электропрнводами, тормозными устройствами и датчиками обратной связи по положению.

Механизм привода поворота руки робота состоит из электородвигателя постоянного тока 10, двухрядного планетарного механизма 12, цилиндрических зубчатых передач 13-1 внешнего н внутреннего зацеплений. Управление концевыми выключателями 1б осуществляется толкателем кулачкового механизма (звенья 14-15), кулачок 14 которого установлен на звене 1. Электромагнитный тормоз 11 расположен на валу электродвигателя и обеспечивает его торможение при отсутствии питания двигателя. Рычажный механизм привода перемещения "по вертикали" включает звенья 1-2-3-4-5-7, а рычажный механизм привода "по горизонтали"— звенья 1-9-8-7.

Механизмы двух этих приводов аналогичны и включают электродвигатель, тормоз, волновой зубчатый редуктор, шариковинтовой механизм и механизм управления концевыми выключателями (механизмы приводов на схеме не показаны). Механизмы приводов размещены между звеньями 2-3 и 9-8 рычажного механизма. При проектировании необходимо выполнить следующие этапы. 1. Кинематнческий синтез манипулятора. По заданным линейным и угловым размерам с учетом ограничений на относительные движения определить размеры звеньев манипулятора и построить зону обслуживания.

По согласованию с преподавателем задать в пределах зоны обслуживания траекторию перемещения детали (рекомендуется выбирать прямую с произвольной ориентацией). 24 Таблица 24 Числовые Значения Обозна че- ние Единица изме- рения Величина А д Максимальный радиус зоны обслуживания 1,5 1,0 0,8 1,9 Отношение длин звеньев ВМ АВ 1,0 Лтп 1,2 1,г 1,0 Угол яаклона руки от горизонтали: вверх 30 30 30 30 30 40 40 40 тпв град т пн вниз Высота от пола: до оси шарнира А 1,2 1,4 1,2 А до центра шарниров Д и б 0,7 1,О 0,7 0,8 0,7 Угол поворота звена: 1 330 270 270 280 25 25 25 30 30 30 ото град Ров "Рзд Реп град 6 вверх 6 вниз 25 30 30 Высота зоны обслуживания: максимальная 2,8 1,4 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,9 !пап 1,г 1,г минимальная 2.