Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Грузоподъемность ПР— наибольшее значение массы объектов манипулирования, включая и массу рабочего органа, которые могут перемещаться '*рукой" при заданных условиях. для многорукого ПР грузоподъемность определяют как сумму грузоподъемности всех его "рук*'. Для некоторых типов промышленных роботов важным показателем является усилие (или крутящий момент), развиваемое исполнительным механизмом.
К числу таких показателей можно отнести усилие зажима объекта манипулирования захватным устройством, рабочее усилие '*руки'* ПР вдоль ее продольной оси, крутящий момент при ротации захватного устройства По величине грузоподьемности промышленные роботы разделяют на сверхлегкие (до 1 кг), легкие (свыше 1 до 10 кг), средние (свыше 10, до 200 кг), тяжелые (свыше 200 до 1000 кг), сверхтяжелые (свыше 1000 кг). В настоящее время выпускается до 73 % моделей ПР легкого и среднего типа с грузоподъемностью от 5 до 80 кг.
Число степеней подвижности ПР определяют как сумму возможных координатных движений его рабочего органа или объекта манипулирования относительно опорной системы. Для некоторых типов ПР дополнительно учитывают число степеней подвижности захватного устройства, равное числу степеней свободы всех его з еньев относительно узла крепления к "руке" робота Среди степеней в подвижности отдельного манипулятора следует различать переносные и ориентирующие.
Переносные, или региональные, степени подвижности используются для перемещения рабочего органа ПР; о р и е н т ирующие, или локальные, — для его ориентации в рабочей зоне Для перемещения объекта манипулирования в заданное место рабочей зоны беч его ориентации достаточно трех переносных степеней подвижности, для полной ориентации - трех ориентирующих. Для переноса и полной пространственной ориентации необходимо шесть степеней подвижности; дальнейшее увеличение числа степеней подвижности повышает маневренность манипуляционной системы робота, улучшает его динамику, однако усложняет конструкцию и программирование, снижает точность позиционирования и увеличивает стоимость.
Поэтому предпочтительно ограничиваться четырьмя-пятью степенями подвижности, применяя шесть и более лишь в наиболее сложных технологических процессах. По степени подвижности ПР подразделяют на три группьс мал ю у (до 3-х степеней подвижности); среднюю (4 — 6 степеней подвижности) и высокую подвижность (свыше 6 степеней). Число степеней подвижности ПР в значительной мере определяет его универсальность.
Современные ПР имеют обычно от 2 до 7 степеней подвижности: самые прость!е— 1- 2; наиболее сложные — 7, иногда и более. В структуре современного мирового парка ПР преобладают конструкции с 4 и 5 степенями подвижности (67 '/4). Учитывая все большее применение подвижных роботов наряду со степенями подвижности манипуляционной системы робота следует рассматривать танже степени подвижности устройств его передвижения, так называемые координатные, или глобальные. Величины и скорости перемещения рабочего органа по каждой степени подвижности характеризуют геометрию рабочего пространства ПР, а также особенности движения и ориентации переносимого объекта и определяются механикой манипулятора ПР и возможностями привода.
Величины перемещений по линейным координатам задаются в метрах, по угловым — в градусах или радианах; соответственно скорости выражаются в метрах в секунду для линейных и градусах или радианах в секунду — для угловых координат. По величине линейного перемещения, или хода рабочего органа, различают ПР с малым (до 300 мм), средним (свыше 300 до 1000 мм) и большим ходом (свыше 1000 мм). Скорости перемещений звеньев манипулятора характеризуют важное качество ПР— быстродействие, от которого зависит время обслуживания технологического оборудования, Обычно скорости линейных перемещений рабочих органов манипуляторов не превышают 1,0 — 1,5 м/с, хотя имеются отдельные роботы со скоростями до Э м/с. Скорости угловых перемещений рабочих органов преимущественно находятся в пределах от 15 до 360 град/с (от 0,25 до 6,3 рад/с).
96 Таблица 3.1 Раздвоение промышленных роботов по величине Рабочего объема Клесс ! Рабочий объем, м' Операции Микророботы яо О,О! Мини-роботы от 0,01 яо 0,1 Малые роботы от 0,1 до 1,О Особо точные с весьма мелкими деталями Точные с мелкими деталями С мелкими и средними деталями, выполняемые рабочими сияя (преимущественно женщинами) Со средними деталями, выполняемые рабочими стоя (преимущественно мужчинами) Превышающие физические возможности человека Средние роботы от 1,0 яо 1О,О Крупные роботы свыше 10,0 Дпя подвижных роботов кроме рабочей зоны в качестве характеристики рассматривается также р а боч ее п о о стра нс тво, 4 Оооооо ООбООООО4НООО 67 для предварительного выбора ПР быстродействие можно оценивать скоростью основных линейных перемещений рабочих органов, при этом различаются ПР с малым (линейная скорость до 0,5 м/с), средним (линейная скорость свыше 0,5 до 1 м/с) и высоким быстродействием (линейная скорость свыше 1 м/с).
Рабочая зона ПР— это пространство, в котором может находиться рабочий орган при его функционировании. Она характеризуется своими формой(или видом) и объемом. Форма, или вид рабочей зоны, -пространственная фигура, описываемая рабочим органом ПР при прохождении им предельно достижимых положений. Вид рабочей зоны обусловлен назначением промышленного робота и определяется числом степеней подвижности манипулятора, типом и взаимной ориентацией кинематических пар в пространстве и относительными размерами звеньев манипуляционной системы. Объем рабочей зоны (или рабочий объем) - это объем пространства, в пределах которого может перемещаться рабочий орган ПР при его функционировании, измеряется в м' и позволяет судить о масштабе ручного труда, доступного промышленному роботу.
По величине обслуживаемого рабочего объема все роботы можно разделить на пять классов (табл. 3.1). Наибольшее распространение в настоящее время получили средние ПР (454/о), на втором месте малые (30%), затем крупные (12%), мини-роботы (Э %) и, наконец, микророботы (4%). в котороы может находиться исполнительное устройство ПР при его функционировании. Оно определяется без учета габаритных размеров объекта ыанипулирования. Другой характеристикой пространства функционированив ПР является зона обслуживания, в которой рабочий орган ПР выполняет свои функции в соответствии с назначением робота и установленными значениями его характеристиК При совместной работе нескольких промышленных роботов в качестве характеристики робототехнического комплекса рассматривается зона совыестного обслуживания — часть пространства, в котором перемещения объекта манипулирования ыогут выполняться несколькими ПР.
Погрешность' позиционированив, или отработки траектории, - зто отклонение фактического положенив (или траектории) рабочего органа ПР от заданного программой при многократном позиционировании (повторении движения), которое оценивается в линейных или угловых единицах.
Погрешность позиционирования, или отработки, траектории может рассматриваться как в целом для рабочего органа (сумыарная), так и для отдельных исполнительных ыеханизмов ПР. В характеристиках ПР точность позиционирования указывается в абсолютных единицах, однако для сравнительной оценки различных роботов и определенив их типов с точки зрения степени их точности такой показатель неприемлем, поскольку не увязан с геометрическими параметрами рабочей зоны.
Поэтоыу в основу определения типа ПР по показателю точности положена относительная погрешность позиционирования, или отработки траектории. Относительная погрешность позиционирования величина, характеризующав точность роботов с цикловым и позиционным управлением и равная отношению абсолютной погрешности позиционирования к ыаксимальному расртоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженная в процентах. Таблица 3.2 Классы точности ПР Относит ельнел погрешность позиционирования, или отработки траектории, % Клесс точности да 0,01 ' От 0,01 до 0,05 От 0,05 до 0,1 Свыше 0,1 Относительная погрешность отработки траектории — величина, характеризующая точность роботов с контурныы управлением и равнав отношению абсолютной погрешности перемещения исполнительного ыеханизыа по траектории в пределах рабочей зоны к максимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженная в процентах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
