Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Э э щ уц й х" Бсх ЦЮЭХОО с1„х Бц( о с С01~Ю Х й их л ф х О У О эс ~~ ~ц й Б асэ ауо йс ОЭБОЗЮ асс Бах х с а э й ха оэфсцоа у и о. й х 3- х Б 3. йойа О.СЯО йэ $ а лх с у эхщх „*с Й в маху Охйс аиуф Зааа ассу а х О Х * эс й а ох й х а 3эо щ си Бай а а. Б йс О аос О 4' и ф с х а 3" Х 2 х йй а й а с й у ф (3. л о э х о х йс с Х Х ХЦО а х у фа х у ~ э а и".х х % ~ 63 с с О 63 30 Х оо $ Э й ф Я а а у Ф а х ц О с о х а О3 3- и х 'о О.
ф 3- С а». х с ой (с и х ,„х 3- Х а х фа х с Есх а о эх 3- ис Э с "с и $аа 3. Э а иу х с эха усу хай сх й ф иу аэ ф асс С3 (ц сх ! 63 а х х 6 х э х и ф а а. о й о у о а л а й х ф а (Х э о и О с! 63 Х с с у 3 э О. о 36 (С \- х ,ц х '30 Щ о а с о О а л .О 8 З о С3 х х щ О 63 % О а 30 а х а о сц1 й 3- о х О. Р а С( О3 х ха й л у й щ й х х о о Ба о '6(Х х х (Х х х о э х и 3" э с цс а й й х с \х х О э О х 3 63 Б э э 36 а 6 х о эх х ф 63 и х х р О а О. а о эс Бй л 1з*.* с о оа Х Х (3. а ас с с с ! ! (3(л оо О О хай схх 63 хэу 3 хфа .О а (О ,. С63 ОЗил - х ~а уйх а о х а О.
а о 'с хе ухи С й аО «сс 3 Х и э Я с с х.оа $х э О о с с О. о Б Б ь* Э о и Ь 3- и а с о 63 О.' цц 30 63 3 й х а о о й ( ц~ о о ц. О о х (3 Ф Х .О й и х о х ис й с а О- Х 3 о э . С(. й Ц а аи ос Х О й э 3. а х л л О 3 ос у ц Б Э л Э В х Кй с Б ай (6 О. й хуих Б Ох хЗцф 63 иа ~~ Ба щ ий э й о х ф 3-иа с с хаааа З х Э,О х х о й х Д ,О Э й о х о О3 С а у ц х й й о о а у с О. Я у й л х х Б х 63 (Х э БО а и о а с ц а с о 63 х О с Э х х а й о ц. „е а о 3.: ц э 63 э (6 иу й а э й у о о х ц и л э (О Я ф а х % 63 30 ас о у ф о Э ы 2 а с х х а э х а с а о о а э 3 (о Б о о Ф х Ъ 6' ил йо % а с Б х Э с о и о а '" ай Б Б о о с Б о о а х л их 63 Э Ю О х а х х х э э х ц с а о оц й х (а Б э о о а х ББ ай 3 30 а о л а о х а а с о 30 а а хЗ О- и '6 6 33 й ой а 63 х с х о х ц э х Ю а ф сп хИ ЭЬ с и Э 63 Э р О с с о х а э .„с х" й х э йэ а ца 6(ФЮ с осс с, ха (с х а и, о ц 3 а 3 Б с о о х о х и х а О с!э 3 Э 0 о "С осц ха О х х Э фа а Б с О а х х и х й Э щ а ! а С 63 ус ао й При наличии централизованной пневмосети и сравнительно несложных технологических требованиях на первое место выступают такие преимущества пневмопривода, как конструктивная простота, надежность, пожаробезопасность, низкая стоимость.
Основной недостаток - трудность реализации следящего привода — ограничивает его применение в сложных технологических процессах, обеспечение которых требует достаточно развитых обратных связей, поэтому пневмопривод используют преимущественно в простых промышленных роботах с цикловым управлением. При необходимости построения следящего привода предпочтение отдают гидро- или электроприводу.
При этом гидропривод отличается компактностью и малой массой двигателей, сравнительной простотой реализации следящего привода, более простым управлением маломощными электрогидравлическими преобразователями по сравнению с электроприводом, а также возможностью построения привода звеньев манипулятора без передаточных механизмов, что уменьшает массу и инерционность звеньев манипуляционной системы, повышает динамические качества манипулятора В последние годы в связи с широким внедрением роботов в промышленное производство существенную роль при выборе типа привода стали играть такие качества, как доступность энергоносителя и простота обслуживания при эксплуатации, отсутствие утечек рабочей жидкости, высокий КПД н низкий уровень шума, характерные для электрического привода. Создание и применение в приводах ПР новых перспективных малоинерционных электродвигателей повышает динамические характеристики электропривода, расширяет возможности его применения.
Как гидравлический, так и электрический приводы манипуЛяторов ПР выполняются в виде следящих и применяются преимущественно с позиционной и контурной системами управления. Немаловажным фактором, способным повлиять на выбор конкретного привода, может оказаться принятое при проектировании компоновочное решение: приводы роботов конструктивно могут компоноваться с манипуляционной системой по-разному, от чего зависит принцип передачи движения соответствующим звеньям манипулятора. Можно выделить три основные варианта компоновки: 1) аривод расположен на звене манипулятора, обеспечивает непосредственное воздействие на движущееся звено; 2) привод расположен на неподвижном основании и связан со звеньями через передаточные механизмы; 3) комбинированный способ компоновки, когда часть приводных устройств размещают непосредственно на звеньях манипулятора, а часть — на неподвижном основании.
Наиболее распространен, благодаря простоте кинематических связей между звеньями и удобству управления манипуляционной системой, первый вариант компоновки. Однако его реализация приводит к увеличению массы и габаритных размеров звеньев манипулятора, 262 . снижению 'грузоподьемности и ухудшению динамических характеристик. В случае жестких ограничений на массу и габаритные размеры звеньев манипулятора предпочтителен второй вариант, хотя он требует длинных и сложных кинематических цепей для передачи движения. В последнее время все большее распространение получает комбинированный способ; при этом в основу построения конструкции манипулятора закладывается первый вариант компоновки, а отдельные приводные устройства звеньев манипуляционной системы устанавливаются на неподвижном основании робота.
Независимо от типа привода критериями сравнительной оценки вариантов приводов при окончательном выборе могут служить масса привода, удельная выходная мощность, КПД, адекватность источников энергии механической и управляющей систем, возможность агрегатно.модульного построения, удобство обслуживания и безопасность эксплуатации. 7.3. Пневматический привод 3нергоноситепем в этом приводе является сжатый воздух, посредством которого обеспечиваются передача энергии и ее преобразование в механическую энергию движения выходного звена пневмодвигателя, приводящего в движение исполнительные звенья манипулятора Сжатый воздух дпя питания пневмопривода обычно вырабатывается компрессорами, обслуживающими все предприятие либо группу ПР.
В централизованных и групповых системах питания применяют давление 0,5-0,6 МПа, при индивидуальном — до 5,0 МПа, а иногда и выше Пневмопривод используют в качестве основного привода промышленных роботов с цикловым управлением и грузоподъемностью до 20-30 кг. Наряду с преимуществами перед другими типами приводов по таким показателям, как сравнительная простота и экономичность, надежность и долговечность, быстрота срабатывания, доступность энергоносителя, пневмопривод имеет ряд недостатков, обусловленных природой рабочей среды — воздуха, который практически не обладает смазывающими свойствами, что вызывает сухое трение и повышенный износ поверхностей трения, Кроме того, пары воды, всегда присутствующие в воздухе, конденсируются на поверхностях элементов пневмосистемы, способствуя повышенной коррозии. Высокая сжимаемость воздуха не обеспечивает без специальных дополнительных устройств необходимую точность хода и может вызывать ударные нагрузки в системе из:-за накапливания энергии в результате сжатия энергоносителя.
Сжимаемость воздуха исключает также возможность непосредственной фиксации исполнительных органов в заданных промежуточных положениях, затрудняет получение равномерных и стабильных скоростей. Для окончательной остановки звеньев и их фиксации в заданных положениях обычно используются механические упоры, устанавливаемые на подвижных частях привода (на штоке пневмоцилиндра) или выходном валу пневмомотора). А для обеспечения плановой остановки в конце хода и максимального быстродействия в пневмоприводах применяются специальные устройства — гидродемпферы, с помощью которых осуществляются гашение энергии движения и безударное торможение привода.
В случаях, когда условие быстродействия не является определяющим, остановку можно обеспечивать торможением противодавлением, при котором демпфера не требуется, а торможение осуществляется посредством подачи воздуха из одной полости двигателя в другую — противоположную. Б лагодаря тому, что конечные положения звеньев определяются механическими упорами, пневматические приводы роботов с цикловым управлением отличаются высокой точностью (погрешность позиционирования 0,1 мм и менее), а также повышенным быстродействиегв (скоростью перемещения до нескольких мыс). В качестве двигателей в пнематических приводах используются силовые пневмоцилиндры с возвратно-поступательным движением штока одностороннего и двухстороннего действия, а также поворотные пневмомоторы (лопастные, шестеренчатые, поршневые и др.), по принципу действия аналогичные гидравлическим, которые рассматоиваются ниже.
рис. ?Л Пневмодвигатвпь с несколькими позициями: а — совмещенный пневмоцилиндр, б — пневмоцилиндр с выходными позиционными отверстиями 4 44 бвт б етая последовательность и величины этих перемещений, можно о учить четыре различных позиции штока -),В,Ш и(У. Другая схема (рис. 7.2,б) предусматривает наличие в цилиндре нескольких выходных отверстий (1 — 7) в атмосферу, из которых открывается лишь одно. Подача воздуха одновременно в обе полости пневмоцилиндра обеспечит движение поршня и его остановку при перекрытии соответствующего (на схеме — 4) отверстия. Х 4 с' ?1 Поворотный пневмоципиндр зубчато-реечной передачеи Поскольку в промышленных роботах амплитуды вращательных движений, как правило, ограничены (например, поворот или наклон "кисти'* манипулятора), обычно применяются неполноповоротные пневмомоторы. Часто используют схему так называемого поворотного пневмоцилиндра (рис.
7.1), в котором поршни 1, расположенные в противоположных цилиндрах 2, соединены общим штоком с зубчатой рейкой3, а шестерня 4, находящаяся в зацеплении с рейкой и связанная с выходным валом, получает вращательное движение при поступательном перемещении поршней пневмоцилиндров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
