Воробьёв В.И., Бабич А.В., Жуков К.П., Попов С.А., Семин Ю.И. - Механика промышленных роботов (1071029), страница 14
Текст из файла (страница 14)
е. число степеней подвижности робота не должно превышать минимально необходимое для выполнения требуемых манипуляционных действий, а технические показатели системы управления должны максимально (но без избыточности) соответствовать требованиям, удовлетворяющим решению конкретных технологических задач; число операций ц темп их исполнения в сочетании с суммой затрат на внедрение должны обеспечить технико-экономическую эффективность применения робота (нижнюю гранину); максимальный темп работы робота определяется требованиями технологии (вместе с числом возлагаемых на робот операций) и экономически целесообразным техническим уровнем конструкдии робота. Унификация и нормализация основных параметров роботов и его узлов является одной из основных задач при разработке агрегатно-модульной системы.
Грузоподъемность. При агрегатно-модульном построении робота следование какому бы то нн было ряду грузополъемности становится затруднительным, так как его грузоподъемность зависит от массы входящих узлов и может значительно колебаться при замене одного узла другим, изменении дллны хода, замене привода, установке узла в дру"ом положении. Таким образом, номинальная грузоподъем"ость регламентируется лишь для наиболее характерных молификаций или базовых моделей группы. Выбор ряда по грузоподъемности для специализированных агрегатных роботов осуществляется на основе следующих соображений. Анализ распределения номенклатуры металлорежущих станков, отобранных для использования вс составе ГПМ по весовым характеристикам обрабатываемых леталей, показан, что станки, обрабатывающие детали весо, есом не менее !О кг, составляют не более 6% от общего 4 и, ьь«а««««про ыш«пб«мв, ««.
3 97 количества станков, а станки, обрабатывающие детали ве. сом более 160 кг, составляют не более 12%. Поэтому цехе. сообразно ограничить ряд по грузоподъемности: 10, 20, 40 80, 160 кг. Вместе с тем опыт проектирования свидетель. ствует о том, что в роботах грузоподъемностью 20 кг ис. пользуются те же конструктивные решения, что и в роботш грузоподъемностью 10 кт. Это же справедливо и для робо. тов грузоподъемностью 40 и 80 кг. Это в основном объясняется тем, что, как правило, вес объекта манипулированиэ значительно меньше веса подвижных узлов робота, т, е. влияние веса детали на размеры конструкции относительна мало.
Поэтому ряд грузоподъемности для специализированных агрегатных роботов можно ограничить тремя значе. пнями: 1О, 40, 160 кг. Такое ограничение позволяет значи. тельно сократить число типоразмеров агрегатных узлов. Эти значения, принятые за основу, служат исходными для задания энергетических показателей приводных узлов группы роботов. Энергетические показатели модулей, такие, как развиваемая мощность, сила или момент вращения, устанавливаются при разработке параметрического ряда агрегатных систем. Скорости и перемещения исполнительных органов регламентируются в пределах отдельной группы роботов, построенных, как правило, на основе какой-либо базовой модели.
Трудности, возникающие при решении этой задачи, связаны с многообразием компоновок роботов и зависимостью динамических показателей конструкции выбранного варианта от конструкции стыкуемых модулей. Анализ существующих конструкций агрегатно-модульных роботов показывает, что значения перемещений узлов стремятся к геометрическому ряду и, как поавило, кратиы 50 или 100 мм. Конструкции стыковочных элементов и ирисоединптельяые размеры узлов. В существующих конструкциях агрегатно. модульных роботов используется два вида соединений узлов: клеммовое и на винтах, Клеммы, надетые на цилиид. рические оси, применяются в основном для легких манипуляторов.
Такое соединение позволяет легко регулировать линейное и угловое расположение узлов. При соединении винтами на узлах предусматривают ба зовые плоскости и крепежные отверсттзя. В тех случаях когда предъявляются высокие требования к точности со' членения„используют базирующие отверстия. В узлах мк нипуляторов невысокой точности выполняется несколько стыковочных элементов, позволяющих устанавливать узл" 98 „Различных положениях. Переустановка указанных узлов позволяет изменять форму и расположение рабочей зоны манипулятора.
Выбор конструкции и размеров стыковочных элементов узлов и их нормализации являются основой.для грегатного построения роботов. Захватные устройства нормализуются по грузоподъемности, наибольшему размеру захватываемой поверхности, по конструкпии и размерам элементов крепления к руке робота. Системы управления, комплектующие агрегатную группу Роботов, должны быть унифицированы по внешним связям с оборудованием и механической системой. Задача унификации СПУ сводится к созданию модификаций устройств управления из унифицированных, функциональных блоков и комплектованием таких устройств на заводе-изготовителе.
Выбор базовых компоновок. Для выполнения операций загрузки-разгрузки станков, прессов, литейных машин и т. п. целесообразно создавать специализированные роботы, основанные на агрегатно-модульном принципе построения. При этом в номенклатуру нормализованных узлов должны быть включены только модули, в которых привод органически входит в узел. При создании агрегатно-модульной системы роботов важно рационально выбрать базовую компоновку, Число базовых компоновок в основном определяет сложность к объем агрегатной системы.
Базовые компоновки роботов выбираются из следующих соображений: основное назначение агрегатно-модульной системы— создание специализированных роботов, предназначенных для обслуживания определенной группы оборудования; специализированные роботы должны обладать минимальной функциональной избыточностью; базовые компоновки должны выбираться на основе ана"иза схем загрузки металлорежущих станков; предпочтение должно отдаваться компоновкам, обеспе""вающим более прочные конструктивные решения и больший охват станхов по количеству и типам обслуживания станков; число унифидированных узлов, из которых строятся а грегатно-модульные роботы, должно быть минимальным.
Очевидно, что наибольшее влияние на выбор компоновки вки специализированного агрегатного робота оказывает иабо бор его региональных движений, т. е. таких движений, при кото ь орых робот входит в зону загрузки станка и вводит за- 4" !отовку в зажимное приспособление станка. Это связан ано с тем, что локальные движения робота характеризуютс ся малыми перемещениями, часто зависят от конструкци ив охвата и поэтому не оказывают существенного влияния на компоновку робота, а глобальные движения полностью за.
висят от структуры ГПМ и определяют обычно не более одной степени подвижности. Анализ зон загрузки станков показал, что зоны загрузки всех металлорежуших станков могут быть условно сведены к 12 основным типам, отличающимся друг от друга возможностями входа в зону. Возможные направления входа руки в зону загрузки станка !т.
е. региональные движения) определялись из следующих условий: .траекториями входа руки в зону загрузки станка могут быть только прямая и дуга окружности; число регионалъных степеней подвижности ограничено; послсднее региональное движение при установке заго. товки в зажимное приспособление станка всегда прямоли. нейное. Перебором всех возможных вариантов с учетом указанных ограничений были получены 84 региональные схемы загрузки ПР ставка. Этн Региональные схемы загрузки анализируют по ча. стоте возможного их применения и выбирают те, с по. мощью которых можно загрузить не менее 20'У; различных металлорежущих станков. В дальнейшем .
для уточнения компоновок роботов проводят анализ глобальных двюке. ний. Глобальные движения робота — зто перемещения на расстояния, превосходящие размеры как самого робота, тах и размеры обслуживаемого им оборудования. При наличия робота глобальные движения определяют возможную компоновку ГПМ и, наоборот, выбранная компоновка ГПМ накладывает условия на возможные глобальные степени подвижности робота.
Анализ основных компоновок ГПМ показал, что основными типами компоновок являются линейная, линейно- параллельная и круговая. Линейная компоновка ГПМ характеризуется расположением деталей, находящихся на станках и в накопителях, на одной плоскости. Наиболее целесообразна для обслужива. ния вертикальная плоскость. В этом случае и компоновка робота получается простой, включающей всего два движе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
