metod_15.03.04_atppp_tsa.up2_2016 (Методические документы), страница 4

Структурная схема промышленного робота и автооператора.31Контурное управление – это управление ПР, при котором его рабочийорган перемещается по заданной траектории со скоростью, значения которойраспределены по времени в последовательности, установленной управляющейпрограммой.Позиционное управление – это управление ПР, при котором его рабочийорганперемещаетсяпозаданнымточкампозиционирования,причемтраектория движения между этими точками не контролируется.Адаптивное управление – это управление, при котором в зависимости отконтролируемыхпараметровсостояниявнешнейсреды,изменяется управляющая программа.Область применения ПР показана на рисунках 2 и 3.Рисунок 2. Гибкая производственная ячейка1 – Промышленный робот;32автоматически2 – Станок;3,4,5,6 – заготовки, детали;7 – измерительное устройство;8 – транспортёр.Рисунок 3. Промышленные роботы333.1 Классификация промышленных роботовКлассификация ПР осуществляется по следующим признакам1.

Специализация:а) Специальные;б) Специализированные;в) Универсальные.2. Грузоподъёмность (под грузоподъемностью понимают наибольшуюмассу объекта манипулирования без захватного устройства):а) Сверхлёгкие до 1 кгб) Лёгкие от 1 до 10 кгв) Средние от 10 до 200 кгд) Тяжёлые от 200 до 1000 кге) Сверхтяжёлые свыше 1000 кг3. Число степеней подвижности (за исключением движения захватногоустройства):а) Две;б) Три и т.д.4.

Возможность передвижения:а) Стационарные;б) Подвижные.5. Способ установки на рабочем месте:а) Напольные;б) Подвесные;в) Встроенные.6. Вид системы координат:а) Декартовая;б) Полярная (плоская, цилиндрическая, сферическая);в) Сложная полярная.7. Вид привода:а) Электромеханический;б) Гидравлический;в) Пневматический;д) Комбинированный.8. Вид управления:34а) Цикловое;б) Позиционное;в) Контурное;д) Адаптивное.9. Способ программирования:а) Аналитическое (рассчитываются координаты точек перемещенияцентра захватного устройства ПР и по этим точкам составляетсяпрограмма перемещений ЗУ);б) Обучением (пультом ручного управления перемещают центрзахватного устройстваи записывают координаты опорных точек,затем проверяют работу при холостом движении без заготовки, еслидвижение правильно то ПР запускают в работу).3.2 Структурная схема управления промышленным роботомРисунок 4.

Структурная схема управления промышленным роботомгде УПУ – устройство программного управления;УРУ – устройство ручного управления;УВП – устройство ввода программы;МП – механический преобразователь;Д – двигатель;ИМ – исполнительный механизм;ВС – внешняя среда;35ПИ – преобразователь измерительный;ДСС – датчик состояния среды;БСТО – блок связи с технологическим оборудованием.3.3 Выбор параметров промышленных роботовПроизводительность ГПМ определяется коэффициентом использованиястанкаКс = 1-Тр/Т0 ,где Тр - продолжительность обслуживания станка роботом ;Т0 – оперативное время обработки изделия на станке.3.3.1 Разрабатываются циклограммы обслуживания станка различнымиконструктивными вариантами ПР.Пример циклограммы обслуживания ПР токарного станка приведен на рисунке 5.Рисунок 5.

Пример циклограммы36Для сокращения Твсп необходимо либо увеличить скорость движениязахватного устройства ПР и уменьшить общую длину, либо совместить времяманипулирования с основным временем То обработки заготовки. ПрименитьПР с двумя руками или двойное захватное устройство.3.3.2 По циклограммам рассчитывается Тр для каждого варианта.3.3.3 Анализируются геометрические параметры изделий и их масса.3.3.4 Выбирается число степеней подвижности манипулятора.3.3.5Определяетсязонаобслуживанияпромышленнымроботам(пространство где сохраняются паспортные данные робота).3.3.6 Определяется рабочая зона промышленного робота (пространствогде может находиться рабочий орган).3.3.7 Устанавливается системы координат основных движенийпромышленного робота (см. справочник Козырева Ю.Г.

стр. 24-25,376-377). Загрузка и разгрузка станка требует минимум трехстепеней подвижности относительно координат Х,У,Z.3.3.8 Выбирается структурная схема промышленного робота (см. ПушВ.Э. стр.162). Выбранному числу степеней подвижности могутсоответствовать различные варианты структурных схемманипуляторов, которая выбирается из следующих сочетаний.1) Три поступательные пары П,П,П2) Две поступательные и одна вращательная П,П,В373) Две вращательных и одна поступательная В,В,П4) Три вращательных ВВВ3.3.9Строитсякинематическаясхемаструктурной схеме38манипулятораповыбранной3.3.10Разрабатывается компоновочная схема промышленного робота.Применяетсяагрегатно-модульныйспособконструированияпромышленного робота (см.

кн. Пуш В.Э. с. 164-168).Таблица агрегатных модулей для конструирования ПР.Модуль и его обозначениеСхема исполнительного модуля1, Неподвижное основание (НО)2. Тележка подвижная (ТП)3.Стол поворотный (СП)4. Неподвижная колонна (НК)5. Платформа качающаяся (ПК)6. Рука выдвижная (РВ)39Модуль и его обозначениеСхема исполнительного модуля7. Кисть поворотная (КП1)8. Захватное устройство одинарное(ЗУ1)9.Каретка вертикального хода (КВ)10,Кистьповоротнаясдвумястепенями подвижности (КП2)11.Захватное устройстводвойное (ЗУ2)И др.Из выбранных по кинематической схемепромышленный робот.40агрегатных модулей компонуетсяЗаписывается формула компоновкиНО – ПК – РВ – КП – ЗУ1СП – КВ – РВ –КП- ЗУ1Проводятся необходимые расчёты (выбор и расчёт приводов, расчётисполнительных механизмов, расчёт на прочность, расчёт на жёсткость,динамические и др.

расчёты).4 Расчет захватного устройства промышленного роботаВ зависимости от соотношения длин звеньев меняется коэффициент передачисилы К y .Ку = Fз/Fпргде Fз – сила зажима ЗУ; Fпр – сила привода.Для рычажных и зубчато-реечных механизмов имеем следующие соотношения:Ку Рисунок 6. Кинематические схемы ЗУ.41l (d  c)2всКоэффициенты передачи силы находятся из равенства моментов:Fпр ∙а = Fз ∙ bоткудаКу авПри установке заготовки ПР в патрон токарного станка сила зажимазаготовки должна быть больше силы от веса заготовки Fзг, силы инерции Fин,осевой силы сопротивления F О , возникающей при касании с кулачками.Сила зажима удерживает заготовку в ЗУ силой трения.

В призматическомЗУ сила W, возникающая на губках призм с углом  , будет связана с силой FзFз = 2Wсоs соотношениемТак как заготовка касается призматических губок по четырем образующим тотогда4Wf = k ( Fзг + Fин + Fо) тогда W=k ( FЗГ  Fии  Fо)4fгде k- коэффициент запаса (принимают 1,5…2,5);f – коэффициент трения заготовки и губок (для незакаленных f = 0,12…0,15;для закаленных с насечками f = 0,3…0,35).Сила инерции Fин = m з •a,где а - ускорение при разгоне и торможении (см.

технические характеристикиПР).Силу сопротивления Fо можно принять как силу трения по двум кулачкамтогдаFо  2W’’•f ‘,где W’’- сила прижатия заготовки к двум кулачкам патрона;f ‘-коэффициент трения о кулачки патрона.Учитывая выше приведённое, сила зажима будет равнаFз =k ( Fз  Fии  Fо)соs.2fСила, которую должен создавать привод будет равнаFпр =Fз,К у где -  к п д привода.42Для исключения деформации детали от захватного устройства его проверяютна напряжение, возникающее на губкахσ  [σ конт.доп]Формулы для расчёта вакуумных и магнитных устройств приведены вкниге Козырева Ю.Г.

с. 187.5 Принципиальная пневматическая схема управления ПРАлгоритм работы станка с ПР реализуется следующим образом по схемерис.6 согласно циклограммы рис.7:– начало цикла (Пуск);– поворот робота к правому тактовому столу до срабатывания конечноговыключателя SQ72;– выдвижение фиксатора при срабатывании конечного выключателя SQ81;– опускание руки робота до срабатывания конечного выключателя SQ11;–выдвижение руки робота к тактовому столу до срабатывания конечноговыключателя SQ41;– сгибание руки манипулятора до срабатывания конечного выключателя SQ52;– захват заготовки до срабатывания конечного выключателя SQ31;– подъём руки до срабатывания конечного выключателя SQ1;– разгибание руки до срабатывания конечного выключателя SQ51;– поворот робота к патрону станка до срабатывания конечного выключателяSQ73;– сгибание руки манипулятора до срабатывания конечного выключателя SQ52;– зажим заготовки в патроне до срабатывания конечного выключателя SQ91;– разжим заготовки роботом до срабатывания конечного выключателя SQ31;– разгибание руки до срабатывания конечного выключателя SQ51;– обработка изделия;– сгибание руки манипулятора до срабатывания конечного выключателя SQ52;– захват заготовки ПР;– разжим обработанного изделия до срабатыванияконечного выключателяSQ92;– разгибание руки до срабатывания конечного выключателя SQ51;– поворот кисти на 1800 влево до срабатывания конечного выключателя SQ61;43– сгибание руки манипулятора до срабатывания конечного выключателя SQ52;– зажим заготовки в патроне до срабатывания конечного выключателя SQ91– разжим заготовки;Рисунок 7.