Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Подобная схема, являясь наиболее универсальной, позволяет манипулятору обслуживать наибольшую рабочую зону при высокой собственной компактности, однако вызывает трудности при управлении. Манипуляторы с двухзвенной "рукой" широко применяются для выполнения наиболее сложных технологических процессов: точечной и контурной сварки, окраски, сборки. Кроме рассмотренных основных компоновочных схем манипуляторов имеется и ряд других менее распространенных, но приме. няемых в робототехнике и описанных в литературе, ссылки на которую приводятся в конце главы. 5.1. Общая схема манипулятора Рис. Ю1. Компоновка:а игулнторов, работающвх в сферической и угновоб базовых соотемах коордонат У манипулятора, работающего в угловой системе координат, со структурной схемой В ) В 1 В все три переносные степени подвижности — вращательные, а "рука" — двухзвенная.
Первое звено "руки" (Р1) установлено в кронштейнах платформы с возможностью вращательного движения в направлении степени подвижности )Е второе — (Р2) соединяется с первым звеном также с помощью вращательной кине- 190 Рассмотрев основные составные части и компоновочные схемы, можно обратиться к общему уотройотву манипулятора На рис. 5.12 показана структурная схема сравнительно простого напольного манипулятора промышленного робота с пневматическим приводом, работающего в цилиндрической базовой системе координат и имеющего четыре степени подвижности: три переносных и одну ориентирующую— ротацию рабочего органа Манипулятор состоит из следующих основных узлов и устройств: основания (О), каретки (К) с механизмом (М1) подъема, колонны (Кл) с механизмом (М2) ее поворота, *'руки" (Р) с механизмами поступательного движения (МЗ), ротации (М4) и рабочего органа (РО) в виде захватного устройства с механизмом "сжатияразжатиян (М5).
Рассмотрим подробнее устройство и принцип действия манипулятора Коробчатое основание устанавливается на поверхности пола и закрепляется с помощью анкерных болтов. В основании смонтирован механизм вертикального перемещения каретки. Силовой пневмоцилиндр (Ц1), неподвижно установленный внутри основания, своим штоком 1 воздействует на консоль 2 каретки, перемещая ее вертикально вдоль направляющих 3, жестко прикрепленных к основанию. Во избежание заклинивания каретки и с целью равномерного распределения нагрузки обычно устанавливают 2-4 направляющих Вращение колонны, установленной во внутренней полости каретки на подшипниках 4, обеспечивается механизмом М2 с двумл цилиндрами (Ц2) двухстороннего действия (на схеме показан один из них) с помощью цеп)той передачи 5 и звездочки 5, насаженной на нижний хвостовик колонны.
В верхней части колонны предусмотрена платформа 7, к которой своим фпанцем 8 крепится "рука'* манипулятора Ее переносное поступательное движение обеспечивается механизмом МЗ, основой которого является силовой цилиндр (ЦЗ). К концу полого штока 9 цилиндра ЦЗ выдвижения "руки" жестко присоединена направляющая 191 192 скалка 10, исключающая возможность самопроизвольного поворота штока относительно его продольной оси. Поворот (ротация) рабочего органа относительно собственной оси осуществляется с помощью зубчато реечного механизма (м4), приводимого в действие от двух цилиндров (Ц4) одностороннего действия.
Вал привода 11, проходящий через полый шток цилиндра ЦЗ, имеет телескопическое шлицевое соединение с выходным валом 12 к которому с помощью легкосъемного соединения 13 прикреплен рабочий орган. Телескопическое соединение валов позволяет передавать вращающий момент при любом вылете "руки", сохраняя необходимую длину зацепления. Рабочий орган манипулятора представляет собой механическое захватное устройство -(охват) рычажного типа, движение "сжатияразжатия" которого обеспечивается механизмом Мб с помощью силового цилиндра Цб, непосредственно воздействующего штоком 14 на рычажную систему схвата Регулирование величин перемещений рассматриваемо~о манипулятора по степеням псдвижности осуществляется механическим способом. Так, например, регулирование величины Я хода поршня ЦЗ "руки" производится перестановкой по длине скалки передвижных упоров 15, ограничиваемых в конце ходов поршня неподвижным упором 16, Аналогичные устройства используются для регулирования величин перемещений и других степеней подвижности.
При небольших величинах перемещений, как, например, у поршней Ц4, ограничение можетдостигаться применением регулировочных винтов. для нормального функционирования манипулятора обычно предусматриваютсж возможность регулирования величин линейных и угловых перемещений по степеням подвижности, подача сигнала в цепь управления при достижении крайних положений перемещаемых по степеням подвижности элементов или узлов манипулятора, смягчение ударных нагрузок при достижении упоров. Во избежание резких ударов при подходе подвижного упора к неподвижному устанавливаются постоянные магниты и магнитные контакты, которые при сближении выдают электрический сигнал, поступающий в цепь управления, а результате чего электромагнит пневморвспределителя устанавливает золотник в положение, прекращающее доступ воздуха в полость силового цилиндра.
Кроме того, смягчение ударов в концах перемещений элементов манипулятора осуществляют применением различных амортизаторов (пружинных, гидравлических и других), совмещаемых конструктивно с неподвижными или подвижными упорами. Внутри основания манипулятора кроме показанных на рис. 5.12 узлов и элементов обычно размещают различные компоненты пневмопривода входной коллектор для сжатого воздуха, пневмораспреде. лители, гибкие и жесткие воздухопроводы, а.также регулировочные устройства, приборы и т.
л. 7 Ооноьь робо~отешик 193 5.5. Устройства передвижения Оснащение манипулятора робота дополнительно координатными степенями подвижности (от одной до трех) увеличивает его рабочую зону, повышает универсальность, расширяет технологические возможности.
Такой робот может обслуживать несколько технологических машин, выполняя, помимо манипулирования объектами, их транспортирование, что способствует повышению эффективности его применения. Естественно, что в этом случае усложняется конструкция механической части и устройства управления, повышается общая стоимость робота. В общем виде устройства передвижения могут быть колесными, шариковыми, гусеничными, на электромагнитной, жидкостной или воздушной подушках, стопоходящими, прыгающими, т.е. с любым возможным способом перемещения. Реализация координатных степеней подвижности манипуляторов промышленных роботов обеспечивается установкой основания манипулятора на специальную каретку или тележку, перемещающуюся по направляющим обычно в одном или двух направлениях.
Направляющие должны быть достаточно жесткими и точно расположенными по оси движения каретки, зазоры между поверхностями направляющих и контактирующими с ними элементами каретки должны быть минямально возможными. Несоблюдение этих требований снижает точность позиционирования захватного устройства при перемещении в рабочем пространстве„ ухудшает динамические характеристики робота. В качестве направляющих используются элементы типа "ласточкин хвост", трубчатые направляющие, напольные и подвесные рельсы с различной формой поперечного сечения. Для обеспечения движения каретки (тележки) можно применять все типы приводных устройств, используемых для прямолинейного перемещения звеньев манипулятора — пневмо- и гидроцилиндры, электродвигатели в сочетании с зубчато-реечными, винтовыми или волновыми резьбовыми передачами и др.
Используются также приводы от электро- и гидродвигателей непосредственно на ходовые колеса кареток, уст.- ройства с линейными электродвигателями и т. д. Выбор типа направляющих и вида приводного устройства для каретки зависит прежде всего от величин требуемых перемещений по координатным степеням подвижности, которые следует подразделять на малые — до 0,2 м, средние — до 1-2 м и большие — до нескольких десятков метров. При малых и .средних величинах перемещений целесообразно использовать жесткие, с хорошо обработанной поверхностью направляющие типа "ласточкин хвост", трубчатой формы, шариковые или роликовые, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
