Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Одновременное выдавливание воздуха из надпоршневой полости через канал внутрь уплотнительного кольца обеспечивает его плотное притяжение, улучшая уплотнение поверхностей. Насосные ЗУ, обладая повышенной надежностью и подъемной силой, служат для захватывания деталей больших массы и размероа Они более сложны, требуют специальных вакуумирующих и управляющих устройств, обладают инерционностью в связи с необходимостью откачки достаточно больших объемов воздуха вакуумной системы. Для создания вакуума в насосных Зу требуется специальное довольно сложное оборудование — вакуумные насосы, аппаратура управления и т.п„ а поэтому насосные захватные устройства редко используются е промышленных роботак Довольно широкое применение в промышленных роботах нашли достаточно простые по конструкции и удобные в эксплуатации э ж ек торны е ЗУ, не требующие специального вакуумного оборудования.
Разрежение в таких ЗУ создается специальным эжекторным устройством, использующим энергию сжатого воздуха, при этом, как правило, используется пневмосеть давлениеы 0„5 — 0,6 мПв. На рис. Б.19 показано вакуумное захватное устройство, которое может быть как с насосной, так и эжекторной системами. Оно состоит из основания 1, на котором с помощью болтового соединения 2 установлены две вакуумные камеры 3 с возможностью регулирования их положения относительно основания и связанные с системой вануумироеания трубопроводами 4.
Вакуумная камера (рис. Б.19,0) содержит присос 5, непосредственно взаиыодействующий с объектоы и изготавливаемый из эластичного материала (обычно резины), а также шаровой шарнир Б, позволяющий присосам саыоустанавливаться по поверхности захватываемой детали. Устройство и принцип действия э ж е к то р а показаны на рис.
6.20. Заборный патрубок 1 соединяют с емкостью, в которой требуется создать разрекение, а через входной патрубок 2 с отверстием малого диаметра прогоняют струю сжатого воздуха, которая, попадая в отверстие большого диаметра выходного партубка 3, ускоряется, что приьодит к снижению давления в этой зоне и откачиванию воздуха из емкости через заборный патрубок. магнитные захватные устройства используются для переноса деталей из ферромагнитных материалоа Захватывание и удержание объектов обеспечиваются электромагнитной силой, создаваемой либо постоянными, либо электрическими магнитами. Такие устройства обладают большой силой притяжения на единицу площади, высокой точностью позиционирования за счет жесткости сердечника, быстротой захватыеания и освобождения деталей, просты по конструкции.
К недостаткам магнитных ЗУ относят ограниченность материалов деталей, с которыми они могут работать, нагревание конструкций от катушек, наличие остаточного магнетизма, что приводит к загрязнению поверхности детали и захватного устройства, а также создает затруднения при освобождении детали. В конструкциях магнитных ЗУ преимущественно применяются электромагниты; использование постоянных магнитов упрощает конструкцию, однако требует оснащенин устройствами для фиксации детали на позиции разгрузки или специальными сбрасывателями, Рис.
6.19. Ввнууыное звхевтное устройство: в - общий вид, 218 б — .внуумнвя камера Рис. 6.21 1 2 3 Электромагнитное ЗУ (рис. 6.21) состоит из корпуса 1, внутри которого расположены электрические катушки 2, защищенные от повреждения листом 3 из марганцовистой стали или латуни. Компоноека нескольких электромагнитов на общей раме расширяет возможности магнитных ЗУ, так как позволяет переносить 219 детали с фасонными, круглыми или ребристыми поверхностями.
В конструкции к о м б и н и р о в а н н о г о ЗУ используется два (обычно) или несколько различных принципов действия, что расширяет их технологические возможности и универсальность, а тйкже повышает надежность захватывания и удержания объекта. В практике применяют следующие виды комбинированных захватных устройстщ вакуумномеханические, магнитно-механические, пневмомеханическе, пневмовакуумные и др. Они предназначены для захватывания одним ЗУ обьектов с разными физическими свойствами материалов (магнитно- вакуумные), а также для повышения надежности ЗУ путем сведения губок механическим способом и захватывания груза с помощью вакуумных присосок, электромагнита, пневмокамер и др. приводной рейки 2 губок 3 и вакуумных камер 4.
В данном устройстве могут применяться нак управляемые, так и неуправляемыв вакуумные присосы. 4 х 2 г Рис 6.23 В 7 Рии. б.22 Магнитно-вакуумное ЗУ (рис. 622), позволяющее захватывать детали как из ферромагнитных материалов, так и не обладающих магнитной проницаемостью, состоит из корпуса 1 с устройством 2 для соединения с "руной" робота и электромагнитных катушек 3, создаю. щих при их включении магнитное поле. В корпусе находятся пневмо. каналы 4, соединяющие насосную или зжекторную систему с пневмокамерой 5, назначение которой - подьем или опускание уплотнителяприсоса б. В нормальном состоянии, когда уплотнитель поднят, ЗУ работает как электромагнитное, а при опускании уплотнителя - как вакуумное; при этом отсос воздуха из полости вакуумирования Р производится через фильтр 8 во избежание попадания в пневмосистему частиц металла и пыли.
Подьем уплотнителя осуществляется посредством подачи в пневмокамеру избыточного давления либо постоянным пружинным поджатием, а опускание — соединением пневмокамеры с вакуумной системой. Конструктивная схема вакуумно-механического ЗУ воназана на рис. 6.23.
Механические элементы предназначены для сведения губок, а вакуумные камеры - для более надежного захватывания объекта и предохранения от повреждения и разрушения поверхностей, например, стеклянных сосудов и др. Устройство состоит из корпуса 1, Рис. б.24 Пневмомеханическое ЗУ (рис. 624) состоит из корпуса 1, губок 2, пневмокамер 3 с пневмоклапаном 4 и обратным клапаном 5, пневмовакуумной системы, состоящей из пневмонасоса б, управляющего клапана 7, трубопроводов 8, вакуумного насоса 9 и работает следующим образом.
В пневмокамеры через пневмоклапан подается избыточное давление, затем губки сводятся с помощью привода и зажимают деталь, после чего пневмокамеры с помощью управляющего клапана соединяются с вакуумным насосом, а после частичного снижения давления обратный клапан закрывается, пневмокамеры охватывают поверхность объекта, надежно фиксируя ее в данном положении. Таким образом обьект зажимается между мягкими и упругими оболочками пневмокамер, что обеспечивает их надежную фиксацию и предотвращает повреждение поверхностей.
Адаптивными называются захватные устройства, наделенные способностью приспосабливаться к изменению параметров захватываемого объекта и окружающей обстановки, для чего они снабжаются датчиками или системами очувствления, дающими разнообразную информацию о самом обьекте и окружающей среде. ФункциОниРование таких ЗУ и их адаптация к изменяющимся условиям обеспечиваются наряду с очувствлением также алгоритмическим и программным обеспечением управляющей системы робота, в которой на основе поступающей информации формируются законы управления захватным устройством и вырабатываются управляющие воздействия с учетом изменяющейся обстановки. Основной задачей очувствления захватных устройств является обеспечение эффективного обнаружения, распознавания и измерения объектов манипулирования, их надежного захватывания, удержания и перемещения в требуемое место рабочей зоны.
Адаптация захватных устройств является одним из перспективных направлений создания адаптивных роботов. Расположение сенсорных датчиков на самих ЗУ позволяет определить параметры, свойства и относительные координаты объектов манипулирования, как неподвижных, так и подвижных, с высокой точностью и достоверностью. Адаптивные ЗУ создаются на базе существующих захватных устройств, в основном механических, путем их оснащения системами очувствления. Наибольшая эффективность достигается при установке сенсорных датчиков на губках ЗУ или на кисти робота, т.е.
в непосредственной близости к обьектам манипулирования. Системы очувствления могут быть самыми различными. Наиболы шее распространение при адаптации Зу нашли контактные системы очувствления, которые, в свою очередь, подразделяются на системы силомоментного измерения, используемые как измерители и ограничители силового воздействия на объект при его захвате и выполнении технологических операций, а также на тактильные (осязательные) системы, предназначенные для обнаружения объектов и геометрического распознавания окружающего пространства ("ощупывание").
Силомоментные сенсорные системы, основанные на принципе преобразования деформаций, возникающих при контакте датчиков с деталью, в электрический сигнал, конструктивно могут использовать два способа: непосредственное измерение упругих деформаций чувствительных элементов датчиков либо измерение микроперемещений калиброванных пружин датчика (электрические, магнитные, оптические методы малых измерений). Наиболее широкое распространение при очувствлении захватных устройств роботов нашли датчики с непосредственныы измерением упругих деформаций, например, тензорезисторные датчики, как полупроводниковые (марок КТД, КТДН, КТЭ, КТЭМ, Ю-Я, Ю-12, и др.), так и проводниковые фольговые (марок ФКПА, ФКТК, ФКАД, ФК-ПА, ФК-ПВ, ФК-РА и др.).
другим направлением развития силомоментных систем захватных устройств является использование многокомпонентных силомоментных датчиков, устанавливаемых преимущественно в "запястье руки" робота Наиболее простое такое устройство состоит из двух кольцевых фланцев, соединенных тремя упругими элементами, расположенными равномерно под углом 120 по окружности; на внутренней стороне размещаются фольговые тензорезисторы, воспринимающие деформации растяжения. сжатия, а на внешней — чувствительные к деформации сдвига, что позволяет ооуществлять регистрацию и измерение различных деформаций, получать более емкую информацию о внешнем воздействии. Тактильные системы используются в захватных устройствах для поиска и обнаружения обьектов, определения их формы и пространственного положения, а также дпя обнаружения проскальзывания детали; кроме того, с помощью тактильных датчиков можно определять и регулировать величину усилия зажатия детали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
