Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Последнее требование обычно реализуется посредством применения гибкого запястья робота с тремя степенями подвижности, что позволяет направить струю окрасочной смеси в любую точку обслуживаемого пространства с любых направлений. Краскораспылительные устройства работают от сжатого воздуха и управляются по командам от системы управления ПР, как правило, с помощью пневматических логических элементов; краска и сжатый воздух подводятся по гибким шлангам, разбрызгивание осуществляется через отверстия (сопла) распылителя.
В практике применяются серийно изготавливаемые краскораспылители, оснащенные дополнительно устройствами управления. Примером такого краскораспылителя является автоматической краскораспылитель КА-2, который отвечает основным требованиям совместимости с промышленным роботом.
Технические характеристики краскораспылителя 0,01 Расход краски, ига не более Давление воздуха: на распылении, МПа на управлении, МПа Расход воздуха, мэ/с 0,25-0,4 0,15-0,2 0,006 62.ХСборочные технологические инструменты Технологический инструмент для сборочных операций используют с целью отыскания деталей требуемых параметров, установки и присоединения деталей, изменения их взаимного положения, переноса деталей и собранных изделий и т. д.
Конструктивное исполнение инструмента для выполнения сборочных работ весьма разнообразно и определяется характером операции. В настоящее время промышленные роботы используются для установки и присоединения крышек, фланцев, кронштейнов и т.п.; монтажа валов, шестерен, колец, осей и т.д.; установки прокладок, уплотнений, подшипников по заданным посадкам; сборки резьбовых, шпоночных,штифтовых, прессовых и других соединений, а также иных операций; при этом конкретные области применения роботов для сборки постоянно расширяются. Сборочные технологические инструменты обычно предусматривают их быструю или автоматическую смену и содержат, как правило, устройства для захватывания объекта, его точной установки в требуемое место и силовые элементы для производства чисто сборочных манипуляций. На рис.
6.29 показана конструкция сборочного технологического инструмента для установки и запрессовки подшипников качения. Устройство, устанавливаемое посредством быстросьемного соединения на "руке" и кисти робота, размещается на загрузочной позиции соосно с подшипниками, размещенными в кассете или магазине. Затем инструмент, . опускаясь вниц захватывает подшипник 1 из кассеты, центрируя его с помощью трех подпружиненных губок 2 с усилием, зависящим от массы детали, и располагает во внутренней полости корпуса 3. После переноса и опускания подшипника на требуемую шейку производится его запрессовка на вал с помощью штока 4 пневмо- или гидроцилиндра, который через шаровую опору 5 и опорное кольцо 8 воздействует на подшипник, с усилием перемещая его вниз, запрессовывает на шейку 7 вала; при этом губки, удерживающие деталь, автоматически раскрываются. Сигнализация о наличии детали в устройстве, начале и завершении эапрессовки осуществляется с помощью пневматического датчика 8, связанного с информационно- измерительной системой робота.
Рис. 6.29 8.3. Основы расчета захватных устройств Рассмотрим расчет наиболее распространенных в ПР механических, вакуумных и магнитных ЗУ, имеющих конструктивные отличия от применяемых, например, в подьемно-транспортных и грузоподъемных машинах. 8.3.1. Проектный расчет механических захватных устройств Механические ЗУ, наиболее часто применяемые в промышленных роботах, имеют большое разнообразие конструктивных исполнений. В общем виде расчет механических захватных устройств при проектировании имеет следующую последовательность: 230 1) установление и анализ исходных данных к расчету; 2) выбор принципа действия или вида Зу; 3) составление расчетной схемы; 4) кинематический анализ схемы и нахождение сил, действующих на элементы ЗУ; 5) установление основных размеров ЗУ (компоновка); Б) определение активных сил привода, обеспечивающих надежные захватывание и удержание объекта (детали); 7) выбор и расчет привода; 8) построение профиля центрирующих поверхностей губок или других центрирующих устройств (при необходимости); 9) проверочные расчеты на прочность элементов ЗУ; 10) проверка на отсутствие повреждений поверхностей губок .
ЗУ и детали. Исходи ы м и дан н ы м и для выполнения расчета являются область применения Зу, характеристика базового промышленного робота, производительность, скорость манипулирования, точность остановки обьекта, характеристика захватываемого объекта (размеры, форма, масса, материал и тд.), специальные требования, которые необходимо выполнить при захватывании, удержании и освобождении обьекта Выбор принципа действия или вида ЗУ обусловлен исходными данными, конструкцией промышленного робота, требованиями выполняемого технологического процесса, типом привода Составление расчетной схемы производится на основании выбранного принципа действия ЗУ, в соответствии с его предполагаемой конструкциед и возможными вариантами взаимодействия с обьвктом при захватывании и манипулировании, пользуясь известными из курса "Сопротивление материалов" правилами схематизации, отбрасывая те факты и параметры, которые не могут существенным образом повлиять на работу захватного устройства в целом.
Например, во многих случаях можно пренебрвчь собственными весами элементов ЗУ, а в случае их учета можно заменить распределенные силы веса сосредоточенными. После графического иэображения схемы устанавливаются точки приложения и направления действия внешних сил, а также реакций в опорах, кинематических парах и местах контакта с объектом манипулирования, показывал их на схеме. Кинвматический анализ схемы и нахождение сил, действующих на элементы ЗУ, начинаются с установления кинематических связей и видов взаимодействия звеньев при захватывании и освобождении объекта, обеспечивающих работоспособность захватного устройства с последующим определением реакции от объекта Йл, действующей на л.й комплект (пару) губок проектируемого ЗУ.
Зта реакция обусловлена расчетной нагрузкой от захватываемого объекта О, количеством удерживающих деталь комплектов губок и способом удержания детали. Обычно захватные устройства содержат 231 (6.1) Рис. 632. Расчетная схема для опре. дчления реакций И; про деистеии запирающих усолий губок и ог- раниченном епиянои сил треноя ттрн 5!и'ч» И.= Н з~п чч~ + з~п % + з)п ту» (6.3) 232 один комплект (пару) губок, однако для тереноса ответственных и длинномерных обьектов применяют схваты с двумя, а реже с тремя комплектами гУбок. Зависимость величин РеакЦий Йп (и, и )ч ) от способа зажатия детали иллюстрируется схемой, показанной на рис. 6 30 гт б Рис.
630. Завосомссть реакцио т)п от способа зажатия детали: а - сила О действует в опорной зоне Зу, б — сола Я консольно — сила 0 деиствует Реакции И;, действующие в местах контакта объекта с губками ЗУ, определяются в соответствии со схемой удержания обьекта губками и его пространственным положением, при этом могут быть рассмотрены три наиболее характерных случая приложения удерживающих сил: 1) объект удерживается только с помощью запирающих усилий, 2) объект удерживается с помощью запирающих усилий при ограниченном влиянии сил трения, 3) объект удерживается только за счет сил трения.
о' 6 Рис. 6.31. Расчетная схема для определения реакцой И; про действио запирающих усилийт а — при вертикальном, б — при горизонтальном положениях губок Г)ри удержании объекта с помощью запирающих усилий, когда он поддерживается губками, а силы трения не влияют либо незначительно влияют на процесс удерживания (рис. 6.3 1) з)п ф) — р соз ф. И =Я " з)п(тр,ч чрг)-2 рсоа(»Р,+ чрг) где » ) = 1, 2 — индексы реакции опорной поверхности губки и угла межДУ этой Реакцией и силой тяп, пРичем ) чь ), т.е. если И, = И„ то ч; = фг; Н - коэффиЦиент тРенив повеРхности Детали о гУбкУ .
чч О ержании обьекта с помощью запирающих усилий губок ри уд я ис. 6.32) при ограниченном влиянии сил трения (рис.. ) соз 8 з)п0(ч)пф.-з~пЧ»- р (созф)-соз Ф»))- — (1- Н )з(п(чр( — тр») И вЂ” Я (1 — ра) (з!п (<Рт — Чэ ) + з|п (ф — фз) + з)п (фз -тр, ) (6.2) =И, оф.=ф,а где ( /, К = 1, 2, 3, причем) Ф / Р )т, т.е. если И; = И„то в = и и И вЂ” Ио то Ф' Фз Ф~ Фт и т,д Для частного случая, когда угол = 0 (рис, т.е. обьекта осуществляется только за счет сил трения, где (д к; = 1, 2, 3, приче ! м уФ'ФК.
— ' Г 6.34) Ф = 90; Для частного случая, когда угол = ' (р 6 = ЭО' ( ис. »Рг = чч, т.е. удержание объекта осуществля тс е я за счет запирающих силий губок при ограниченном влиянии сил трения уии" н лтения 233 з~п гй — р соз 4~ л соз % + 2 р з~п<р (6.4) И мП 3 л со" %+ 2 р з~п ~) (6.5) г 2 ЕМ. Р > глс гс " Рис.
6 34. Расчетная схема для апре- деления реакций И лри действии запирающих усилий губок и ог раничекком влиянии сил трения (6.Л й и Ит Из — —— 2р (6.6) /уч Рис. 633. Расчетная схема для определения реак ий И д а ц й ~ при у ержакии детали за счет сил трения При удержании обьекта только за счет сил трения при плоских поверхностях губок, т.е.
при Ф„ = Фз = 90' (рис 6.35) На практике часто встречается сложное нагружение захватных устройств; в таких случаях расчет следует выполнять для наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок, если оно однозначно определено, или дпя нескольких вариантов нагружения.
234 Рис. 6.36. Расчетная схема для определения реакций И; при удер иании детали за счет сил трения при плоских поверхностях губок Установление основных размеров ЗУ производится в зависимости от габаритных размеров и массы обьекта манипулирования, конструкции и параметров "руки" или "кисти'* манипулятора, расстояний до рабочих органов технологического оборудования, а также прочности и жесткости отдельных элементов ЗУ.
В соответствии с установленными размерами выполняются компоновка и эскизное изображение захватного устройства. Определение активных сил привода Р, обеспечивающих надежное захватывание и удержание детали, производится в зависимости от конструкции и расчетной схемы захватного устройства. Дпя рве~ного охвата (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
