Воробьёв В.И., Бабич А.В., Жуков К.П., Попов С.А., Семин Ю.И. - Механика промышленных роботов (1071029), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Из условия х„= х„„у„, = у, г„= г,„ получим следующую систему уравнений: [!З сов Ьрг + !з сов(1рг+ Ьрз)] сов ЬРЬ вЂ” — 0; [!Зсоз1рг+ !Б сов(грг+ 832)]згпЬРЬ = 1,7; . (5'+ !ЗБ)" Ьрг+ !зз!и('Рг+ 'Рз) = 17 откупа Ьрг = + 45 ' Ьрз = + 112 . Подставим найденные значения обобщенных координат в выражения лля ошибок позиционирования. С учетом погрешностей модулей получим ошибки по каждой из осей: их = — Б)п90' 7,2 10 4[700соз( — 45')+ + 1300соз(112 — 45)'] = — 0,72 мм; 4 4 4 Модуль ошибки ЬР( = = 1,9 мм. Модуль ошибки Ьрз = : 2,16 мьв.
24 вз Сов (122 СОв Ц211 у 4 взСОв(Р2в!П(Р1 22,= й, +взв1пЦ22, )2( =0,73 Модуль ошибки 1И Ьу = яп90'[-700 яп( — 45 ) 7,2 10 — 1300яп(И2 — 45)'(7,2 10 4+ 7,2 10 ~)! = — 1,37 мм; Ьг = 700сов( — 45 )72 10-4+ + 1ЗООсов(!12 — 45)'(7,2 1О 4+ 7,2 10 ')= 1,09 мм. Координаты рабочей точки станка № 2: хе, = =1,7совЗО'=1,47 м; у = — 1,7сов60'= — 0,85 м; =1,95 м.
Из условия х„=х, у„=уст 2 =г получим следующую систему уравнений; [!гсов'Рг + !гсов((рг+ цгз)!сов(р, = 1,47; [!гсов(Рг+ !зсов((Р2+(Рз)1Яп(Р, = -085; 61 + 12 вгп (Рг з' !з [вгп (цгг + Фз)3 2= 1 95 откуда (р, = — 30*, Ь(р, =120', 1, =3,2 с. Углы (Рг и (Рз опРеделЯем гРафически: (Рг — — + 45'; (Рз = = +112', Ь(рг — -90'; Ь(рз= 112'; 1, =6,0 с; 12=4,5 с. Значения ошибок по каждой из осей: Ьх = — яп( — 30')7,2 ° 10 4[700сов( — 45')+ + 1300сов(112 — 45)'! + сов( — ЗО') [- 700 яп(-45') 7,2.
10 4— — 1300яп(112 — 45)'(7,2 10 + 72 10 4)! = — 0,82 мм; Ьу=сов( — 30')72 10 '[700сов( — 45')+ + 1300сов(112 — 45)'! + яп( — 45') [700 вгп( — 45') 7,2 10 4— 1300 вш(112 45) (72 !0-4+ 72 1О-~)! 1 56 мм. Ьг = 700 сов( — 45') 7,2 10 '+ + 1300сов(112 — 45)'(72. 10 4+ 7,2 10 4) = 1,09 мм. (-082)2+ 156г+! 092 = 208 мм. Координаты рабочей точки станка № 3: х = -0,92 и' у„= — 0,92 м; 2„=1,5 м. Из условия х =хеа у, у, 24(= = за ПОЛУЧИМ СЛЕДУЮШУЮ СИСТЕМУ УРПВНЕинй~:~ [12 сов (Рг 4 !з сов ((Рг + (Р з) ) сов (Р( = — 092; [1 сов(рг+ !гсов((рг+ цгз)! яп(р, = — 0,92; )21 + !2 в(п 'Рг + !з [яп( Рг + цгз)1 = 1,5, откуда (р, =45', Ь(р, = 75', 1, =2,8 с.
ЗиачениЯ Углов Ц(2 и Ц(з слеДУю(ние: (Рг = 75*; (Р = 75'1 Ь(рг — — 30'; Ь(рз = 37'1 Гг = 2,8 с; 12 — — 3,0 с, Значения ошибок по каждой из осей; Ьх = — яп45' 72 10 [700сов45'+ 1300сов(75'+ 75')3+ +сов45'[ — 700яп75' 7,2 10 — 1300яп(75'+ 75')14,4 10 4 = — 0„517 мм; Ьу= сов45' 7,2 10 4[700сов75'+ 1300сов(75'+ 75')3+ +в(п45'[ — 700яп75' 7,2 10 4— — 1300яп(75'+ 75*) !44 10 '! = — 1,48 мм; Ьг= 700сов75' 72 ° 10 4+1300сов !50' 144 10 = — 1,49 мм. Средняя одгибка з ЬР.
= ~ЬР(/3 = (19 + 2 08 + 216) /3 = 205 мм. 1 Полное время обслуживания участка 9 с. расчет точности позиционирования и времени обслуживания блл робота компоновки № 4 (рис. 2,19,2). Запишем координаты охвата: Зап впишем выражения для ошибок: Ьх = Ь взсов(ргсов(Р, — япцггЬ(ргвзсов(Р( — в1п'Ргйр(взсов'Рг) Ьу зз сов Ц(2 вгп Ц(1 — вз взп (Р2Ь(рг в(п Ц(1+ вз сОв (Рг сОв цг(Ь(р( ' Ьг= = Ьзз в1п (Р2 + вз сов(Р2Ь(Р2 Из условия х,„= х„', у,„= у; в = г получим следующуи, систему уравнений: взсоваззсов(Рз = 0; взсовзузвзпзР, = 1,8; 0,73 + вз яп чзз = 1,7.
Решая данную систему уравнений, получим.значения обобщенных координат: <Р, = 90'; чзз = 28'; аз =2„05 м Значения ошибок по каждой из осей: Ьх = — яп90* ° 7,2 10 4 2,05 10зсов28'= 1,3 мм; Ьу=08сов28' вш90' — 205 10 яп28' 72 10 вш90'= =0,01 мм; Ьх = 0,8яп28'+ 2,05сов28' 7,2 10 4 = 1,67 мм. Модуль ошибки М ~~,3 ОО! 167 = 212 Запишем систему уравнений: аз сов чзз сов чзз = 1,56; вз сов ~Рз в)п <Рз = — 0,9; 0,73+ в япзрз = 1,95; й = 0,73 м. Решением этой системы является зР, = — 30'; зрз = 34'; вз = = 2,16 м; ЬЧз, = 120', ЬУз — — 6'1 Ьвз = 0,11 м; Гз ~ 28 с; сз = = 01 с; сз = 015 с.
Значения ошибок по каждой гя осей: Ьх = 0,8 сов 34' сов ( — 30')— — в(п34" 7,2.10 2,16 10зсов( — 30') — яп( — 30')— — 7,2.10 2,16 10'сов34 =0,47 мм; Ьу = 0,8 сов 34' яп ( — 30')— — 2,16 10зсов34*.7,2 ° 10 4яп( — 30')+ + 216 10зсов34' сов( — 30).72 10 ~ = 122 мм; Ьз = 0,8 яп 34' + 2,16 10' сов 34' 7,2 10 з = 1,74 мм. Модуль ошибки зр ~~~7 122 17з =2в 114 Из системы уравнений для обобщенных координат в совеззсовЮз = — 0,92; взсовзрзвШЧзз = -092; 0,73 + аз Яп <Рз — — 1,5 находим: зр, = 225'; <Рз = — 30*; вз = 1,5 м„Ь<Р = 255'; Ьззз=64'; Ьвз=0,66 м; И=3,7 с; гз=4,3 с; г =3,7 с.
Значения ошибок по каждой из осей: Ьх = 0,8 сов (- 30') сов 225'— — яп( — 30') 7,2 10 з 1,5 10'сов225'— — яп225 7,2 10 4 1,5 10 сов( — 30 )= — 0,21 мм; Ьу = 0,8 сов ( — 30') в)п 225'— — 1,5 10зв)п(-30')-7,2 10 4в(п225'+ 1,5 10зсов(-30') х х сов225' 7,2 10 з = — 1,53 мм; Ьв = 08 в(п (-30') + 1500 сов ( — 30) . 72. 10 з = 054 мм. Модуль ошибки ЬРз = =1,64 мм. Средняя ошибка з ЬР„= ,'~ Ь Р/3 = (2 12 + 2 18 + 1 64) /3 = 1 98 мм.
1 Полное время обслуживания участка Т„= 7,1 с. Результаты расчетов следующие: №1 №2 №3 №4 1,6 0,89 1,9 2,12 2,03 0,89 2,08 2,18 1,38 0,89 2,16 1,64 1,67 0,89 2,05 1,98 аомпововка робота ЬР (ставок № !), мм ЬР (станок № 2), мм ЬР (станок № 3), мм ЬР„, мм Анализируя полученные результаты расчета, можно сде"ать вывод, что наименьшая средняя ошибка позиционирования у робота компоновки № 2 несколько больше, чем У Робота компоновки № 1. Компоновки роботов № 3 и № 4 равноценны. Окончательный выбор компоновки робота прово я опят из сравнения технико-эхономических параметров: стон самости изготовления и эксплуатации, технологичности, вани "имаемой плошади, удобства обслуживания оборудования ит.п Раздел Расчет и конструирование механической системы и ее узлов Глава 3 Проектирование механической системы При проектировании механической системы робота из-за не.
обходимости учитывать разнообразные факторы и выбирать приемлемые решения при большом числе ограничений и взаимоисключающих требований, например обеспечение высокой точности позиционирования и динамики движения в сочетании с большим объемом рабочей зоны и малыми значениями материало- и энергоемкости и себестоимости изготовления. Часто поиск удовлетворительного решения ограничивается тахже технологическими возможностями производства роботов и уровнем имеющихся комплекую. щих изделий. Поэтому методика проектирования механической системы должна базироваться на анализе функций ее элементов и их взаимосвязи с технологическими требова. пнями и техническими возможностями. Механическую систему робота, по аналогии с человеком, подразделяют на две подсистемы: скелетную, или несущую, механическую систему (НМС); мышечную, или исполнительную, систему (ИС).
Следует отмстить, что подход и объем задач прн Ях проектировании различен из-за разных функциональных требований. Несущая механическая система обеспечивает рабочую зону робота, его жесткость и служит для уста новки элементов исполнительной системы. Исполнительная система обеспечивает перемещение звеньев НМС с залая ными динамическими параметрами: ускорением, точностьЮ скоростью.
Несмотря на достаточно большие различия в фупкци"" НМС и ИС, они достаточно тесно связаны между собов 116 „взывают значительное влияние на конструктивное испол„ине друг друга и их элементы входят в модули роботов. Рассмотрим схему взаимосвязи НМС и ИС (рис. 3.1). С помощью пульта обучения (ПО) в систему управления (Су) вводится программа. В автоматическом режиме система управления формирует сигнал и подает его на вход преобразователя привода (ПП), который, в свою очередь, преобразует сигнал и подает его на вход исполнительного элемента привода (ИЭП).
В качестве ИЭП используются гвдроцилиндры н гидромоторы с сервозолотниками, пневыоцилиндры, электродвигатели. Движение с ИЭП подается на входы передаточных механизмов робота (ПМ), датчика положения (ПМДП) и вход датчика скорости (ДС) (при использовании в качестве ИЭП гидро- или пневмоцилиндра датчик положения (ДП) связан непосредственно со звеньями несущей механической системы). Выходы передаточных механизмов связаны со звеньями НМС (ЗНМС). В кинематических цепях ориентирующих механизмов (ОМ) выходы передаточных механизмов связаны с ними через трансмиссионные валы (ТВ) нли шлицсвые валы (ШВ) и шариковые муфты передачи крутящего момента (ШМ), которые называются передающими связями (ПС).
Рабочий орган (РО), выполняемый в виде схвата или технологического инструмента, связан с выходным звеном ориентирующего механизма, а при его отсутствии — с выходным звеном НМС. Звенья НМС связаны между собой яг Рис. 3.! 117 Параметры родота Пасса исполнительногоме- анизма с грузом и рассто яния от его центра тя- тести до осей ориенти- руюегего механизма дыбор датчикоб Усолья б кинематических парах ориентируюигего механизма размеры зденьед НПЕ и узлод соединения зденьед Пасса ориентируюиге- го мсхпнизпю, его ком- понобкп и расстоянея от его центра масс до асей збеньед НПЕ дыдор одигателей Компонобки робота Разработка кинемати- ческои схемы робота Нодар модулей родотп Проентиродание руко Проектиродание меха- низмпд браигения Панипупятор Проеклыродание механизмод прямолинейного перемещения "-) с~ Проберочные расиеты и моделиродание НПЕ и НЕ Корректиродка парпметрод конструкций НПЕ и НЕ Рнс. 3.3 Рнс.
3.2 119 устройствами связи звеньев (УСЗ). Передаточззые мехгь низмы устанавливаются на звеньях нли устройствах свя звеньев. Устройства выбора люфта могут охватывать выхо ориентирующего механизма и вход передаточного механнз. ма или встраиваться в эти элементы. Сенсорные датчики, передающие в СУ информацию об гемен гонении внешней среды, связаны с рабочим органом или звеньями НМС. В исполнительную систему входят исполнительный элемент нт привода, передаточные и ориентирующие механизмы, перед предающие связи, рабочий орган, устройства выбора л,офта, В несущую механическую систему входят звенья н устройства соединения звеньев. Исходя из приведенных связей НМС и ИС рационально механическую систему робота проектировать в соответствии с этапами и послсдовательностью, показанными на рис.
3,2, 3.1, Ориентирующие ((нистевые) механизмы Ориентирующие механизмы (ОМ) роботов предназначены для ориентации объекта манипулирования, обычно имеют 1-3 степени подвижности и представляют собой механизмы с вращательными парами, оси которых наклонены друг к лругу под некоторым углом. Структурные схемы ориентирующих механизмов приведены на рис. 3.3: а, б, в — однокоординатные; г, д, е — двухкоордннатные;тс, з, и, к, л — трехкоординатные. Вращенце звеньев осуществляется с помощью различных механических передач (зубчатых цн- Рис. 3.4 линдрических и конических, волновых, планетарных, червячных, цепных, зубчато-ременных и др.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
