Воробьёв В.И., Бабич А.В., Жуков К.П., Попов С.А., Семин Ю.И. - Механика промышленных роботов (1071029), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Как показывают расчеты, коэффициент К„может изменяться в зависимости от стоимости робота в широких пределах: от 1,2 до 7. Поэтому после определения коэффипиента К„необходимо проверить возможность загрузки ГПМ с применением робота исходя из его годовой производительности. Пример 1. Рассчитать средние скорости по степеням подвижности при обслуживании роботом токарного станка (планировка приведена на рис. 2.3,а). Стоимость робота Си = 40 тыс. рубл К,'= =1,0 тыс.рубдер=10 лет;е,=2 года;ее=2,5 года; В=0,9; Ф,= =0,3 ° 12 1,8 = 6,48 тыс.
рубл и = 2; Ияг = 0,5 тыс. Руб. Рещение. Подставляя данные в выражение (24), получим (!12,5+ 0,!5)0,5+ 0,15.1,0+ 40(0,15+ 1/10) р— — 3,25. (!/2+ 0,15)6,48 2 0,9(!/!04 0,15) /(ля определения средних скоростей по степеням подвнжностн составим циклограмму работы человека (табл, 2.4) и рассчитаем перемещения робота исходя из планировки ГПМ, Время на зажим-разжим ее = 0,3 с распределим равномерно но пеРеходам. Число пеРеходов Робота ир = 21. СРеднюю скоРость по степеням подвюкности определяем из выражения ер = КЕЯе/(е, — ее /ир), где е,— Е, — время выполнения человеком дввжения, соответствующего перемещению робота 5,, /(ля выдвижения руки (движение 3чя 4) ч е = 3,25 0,6/(0,94 — 0,3/21) = 2,11 м/с. Для поворота руки [движение !Че 8) ыю = 3,25 ° 3,14/(0,627 4 1,338 — 0,3/21) = 5,23 1/с.
Продолжение табл. 2.4 Таблица 24 Человек Робот Робот Человек В!те- м», е Вр. мя, с Путь, мм, (рял) Путь, мм, (рал) Время„ е Вре. мя, е Переходы н команды Переходы н кол»анды и реш Переход (ЗОО мм) Выдвижение руки 300 600 0,42 Выдвижение руки Протянуть руку к детали (400 мм) Поворот корпуса на 0,027 к/2 рад к станку Подход к станку Поворот руки Качание руки О,З !2 Захват детали 0,264 Взять деталь (1,57) (0,09) Сдвиг руки 0,56 Снять с переднего центра Вывод заготовки на 0,94 линию цен~ров 13 Переход на линию центров Выдвижение руки 0,94 Выдвижение руки Вылвинуть деталь из рабочей зоны стан- ка 600 0,627 Подход к лотку Поворот руки Качание руки Сгиб кисти Повернуть корпус на н/4 рад к лотку с готовыми деталями Разжать пальцы 14 0,072 Переход на передний центр (1,75) (0,09) (1,57) Убрать руку из рабочей зоны 15 Выход из рабочей зоны Выдвижение руки Выдвижение руки Качание руки 0,84 Протянуть руку лотку (300 мм) 0,47 600 (0,09) Разгрузка детали Разжим 0,07 Разжать пальцы Для качания кисти (движение № 5) ы,р — 3,25.
1 57/(О 627 — 0,3/21) = 8,29 1/с. 0,3 0,627 1,338 Отход от лотка Качание руки Выдвижение руки Подход к лотку Поворот руки Повернуть корпус на л рад к лотку с за- готовками Лля сдвига руки (движение № 3) !'»р 3,25 0,1/(0,627 — 0,3/21) = 0,53 м/с (0,09) 600 (3,14) 0,22 Выдвижение руки 300 Протянуть руку к заготовке 0,2 64 Взятие заготовки Качание руки Зажим Взять заготовку 1О (0,09) Отход от лотка Качание руки 0,84 Отвести руку с заготовкой от лотка (0,09) 93 92 Для качания руки (движенне № 6) ехр = 3,25 0,09/(0,264 — 0,3/21) = 1,15 1/с. Для уменьшения скоростей необходимо уменьшить перемещения по степеням подвижности или уменьшить стоимость робота.
Опреде,гение ма»сиятельных скоростей и ускорений. Расчет проводят исходя из реального закона движения (рнс. 2.1б,а) путем прнравнивания заштрихованных площадей Реального ~рафика движении и графика движения со средней скоРостью )гяр(гт + т,т -1- гзз) = 1' „(0,5г, + г,з + 05(зз), Заме метгнВ гтя/гт — Кз, гзз/гт — — Кз, полУчим '" х= )х р(1-!. Кз.!. Кз)/(05Кз+0,5Кз). а) !лак й!р с! т 1) у уяа! к, 5 5 2 "г 025 й5 Р 75 заах 5ггр т, г! е Рис. 2.!б Следует отметить, что в зависимости от перемещений коэффициент К! принимает значения от 0 до 5: К = О, если перемещения происходят на коротких участках (например, перемещения робота контактной сварки); К, = 5 для транс.
портных роботов с большими перемещениями (например, при расположении станков в линию и перемещениях робота по монорельсу вдоль линии станков). Коэффициент Кз изменяется от 1 до 1,5; большие значения соответствуют роботам с высокой точностью, закон перемещения которых характеризуется наличием в кона! пути ползущей скорости. Для роботов, обслуживаю!циз станки, К! 3 Кз ! 3 (7 1251~ р лля роботов, об служивающих кузнечно-прессовое оборудование, Кз = О Кз = 1 )' ° = 2!' в Для роботов, у которых в цикле сменяются и короткие и ллинньге перемещения, расчет ведут по усредненному циклу Б„= 2,' 5,/и, =! 94 где ',! $! — суммарный путь перемещения в цикле; л — числа !=1 перемещений; значение К находят по графику (рнс.
2.1б,е) Максимальные ускорення по степеням подвижности находят из анализа графика изменения скорости при разгоне я торможении (рис. 2.!б,в). Среднее ускорение а„= 1 -/г где 2, — время разгона — для роботов составляет 0,15...0,5 и зависит от типа привода: для гидропривода г, = = О,!5 ... 0,25 с, для электропривода г, = 0,3 ... 0,5 с.
Максимальное ускорение определяют из выражения а,=а, К„, где К, = ()7! — 1',)г,Д(гз — г,) 1' „3: у современных роботов с электроприводом К,=1,5...2,0, с гидроприводом К,= =1,2...1,3. Выбранные параметры робота должны соответствовать современному техническому уровню. Поэтому на стадии разработки технического задания проводят на!лени!но-информационный анализ, в результате которого выбирают один или несколько наиболее совершенных моделей роботов и сравнивают их параметры с параметрами разрабатываемого робота, Параметрь! сравнивают по их удельным значениям и „= и!/и„ где П. ,— значение 1-го параметра; τ— значение основного параметра. В качестве основного параметра для промышленных роботов выбирают грузоподъемность или произвеление грузоподъемности на объем рабочей зоны, так как скоростные, габаритпые, массовые, точностные параметры зависят от этих величин.
По каждому параметру определяют коэффициент совершенства: К.,= Пм„/П„„ П„;, — удельные параметры выбранного аналога; ~7! — удельные параметры разрабатываемого робота. Определяют комплексный параметр совершенства робота: К'= К„К, Па этапе разработки технического задания принимают К ~ 1,25...1,3; на этапе изготовления опытного образца— ~ 1,1...1,2; в процессе производства значение К, необходимо поддерж вать на ур вне 0,95(К.(1,15. 95 2.3. Агрегатно-модульный принцип проектирования промышленных роботов Промышленные роботы агрегатно-модульной конструкции обладают минимальным чцслом степеней подвижности прн максимальном соответствии их кинематлческих возможно. отей и параметров требованиям технологических процессов (быстродействию, точности, грузоподъемности) за счет из. меиения кинематнческой структуры и выходных параметров степеней подвижности путем соединения конструктивных модулей и агрегатов.
Под конструктивным модулем пони. мают автономный машинный агрегат, выполняющий функцию по крайней мере одной степенл подвижности робота Модули могут соединяться между собой непосредственно через унифицированные стыковочные поверхности или корпусные переходные детали, обеспечивающие различное положение модулей друг относительно друга. Одним нз важных условий агрегатно-модульного построения робота является требование конструирования отдельных элементов по функдиональному прпзнаку.
В этой связи агрегатные узлы должны быть по возможности и- конченными и конструктивно независимыми механизмами Конструктивные модули должны включать привод, аппаратуру управления и клеммовые разъемы для подсоединении к устройству управления. Конструкция узлов должны удовлетворять требованиям динамики, прочности, жесткости Агрегатные узлы должны обеспечивать взаимную компоновку в различных сочетаниях и положениях, а их монтаж должен быть простым ц надежным.
Состав модулей определяется из функционально-кинематического анализа техноло. гических процессов и принятого принципа агрегатцрованш. При требовании только изменения кинематической структуры робота агрегатирование проводят на базе функ. циональных модулей, которые называют модулями первого уровня. При требованиях изменения кинематической структуры робота, а также его выходных параметров агрегатированнб проводят путем создания модулей первого уровня нз моду лей второго уровня, выполняющих одну из функций модуле" первого уровня Модули второго уровня называют агрегв снами. Стыковочные элементы узлов однотипного назначеннв должны быть унифицированы.
При создании агрегатно-мо' дульной системы должна также решаться задача уменьше ния номенклатуры узлов и устройств, входящих в ее состав Конкретные молификации роботов, построенные из агреатных узлов, должны удовлетворять следующим требованиям: параметры робота — грузоподъемность, скорость перемещений исполнительных органов, погрешность позиционирования, размеры рабочей зоны, тип СПУ вЂ” должны определяться исходя из требований всех технологических процессов, на которых планируется его использовать; сбруктурная схема робота н его компоновка должны обеспечивать минимальное число манипУлационных действий, необходимых для обслуживания конкретной модели основного технологического оборудования или для выполнения определенной технологической операции, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
