Воробьёв В.И., Бабич А.В., Жуков К.П., Попов С.А., Семин Ю.И. - Механика промышленных роботов (1071029), страница 23
Текст из файла (страница 23)
0,2 — большие значения принимают для цилиндров с большим ходом; Ь, — коэффициент, определяемый по графикам (рис. 3.16, б, в) в ункции параметра В=бтЕЯАт/((рвА,— Е)ГД; 8,=Ух 10 т/(ЕЯ); У = = (1,1... 1,5) У вЂ” скорость установившегося движения (меньшие значения следует принимать для приводов с малыми значениями ходов); А„— площадь тормозной части поршня, ммх. Закон движения поршня с перемещением на малую величину можно получить либо с помощью дополнительного управляющего клапана, уменьшающего сечение выхлопного канала в некоторой точке хода с перемещением 5!, либо настройкой пневмопривода на режим автоторможения (83. Пример.
Требуется выбрать параметры привода двустороннего действия по следующим данным: У, = 0,5 м/с; Ге=!000 Н; 8= = 500 мм; масса движущихся частей и = 100 кг; р„= 0,5 МПа при условии Равенства каналов входа и выхода а, = а„. Ре !пение. Определяем конструктивные параметры: !! = К'Р„,/(УтрГ) = 755 0,5/(5 1000) = 0,75 мм ~ = Рв /Е = 0,5/1000 = 5 .! 0 т мм Находи.! сзммврн55О наср! зкз' на привод: =Р.+Р,„=Р„+3,5ф„=1000+3,5)/ги!О=!!10 Н. Так как привод выполнен иа базе двустороннего вилиндрэ, вриаимаем коэффвдиент й = 1. По зависимостц соответствующей значеншо й = 1 (см. Рис З.!б,а), находим параметр и, =10,5, приняв значение 1/Х= = 1,5.
Проверив! устойчивость движения поршня: В = тр)/10 м/(Ее ! = 0,5)/100~ ° 100/(1110 ° 50) = 0,21, что удовлетвоРяет Условию В < 0,25 Вычисляем плошаль поршня: (1/Х)/е, =1,5/(5 10 ")=0,3 10 4 мм'. 2(иаметр поршня 4 $/4А„/в=)/4.3000/я=61,8 мм. Принимаем И= 63 мм, тогда А„=вбЗт/4 = 3!17 ммт 155 Определяем площадь входа я выхода: а, а„= а, /а,„= 10,5/0,75 = 14 ммл. По полученным значениям а, и а находки ах дейспщ „, геометРическне РазмеРы: а = арра = а»/Р = 14/0,3 = 46,7 ммл, ительнмв мм, тогда »С И )/4а /я )/4 467/к 77 мм ПРинимаем йм =»С»рд = 8 мм. Следовательно, а =а„, =кол /4 = к 8'/4 = 50,3 мм'. Определяем путь торможения: 1;, = гА»5= 015 3!17 500- = 233 775 ммл; А, = А»и Ь, = 0,5 определяем во значенам (рнс, 3.16,6,в) Б»»г"5А» 0,26» 1!!7 500 3117 — = 0,77; (Рмл — Г) Го» (05 31!7 — 1100)233775 ( ! — Ь») 1 в» /(Ь» А»] = (1 — 0 5) 233 775/(О 5 31! 7) = 74 9 л»м.
Таким образом, заданным параметрам удовлетворяет пневмо. привод на базе пнсвмонялнндра с диаметром поршня 63 мм я див. метрол! входных отверстий 8 мм. Пря этом обеспечивается п)чь торлвоженяя 75 мм. 3.5. Разработка кииеиатическай схеиы Кинематическую схему робота разрабатывают в такой последовательности; определяют оптимальное передаточное отношение по каждой степени подвижности; выбирают исходя нз принятых передаточных отношений и компоновочного чертежа тип кинемгтических элементоВ передач и разбивают передаточное отношение по элементам кннемгтической цепи; исходя из компоновочного чертежа и установленньп передгточных отношений определяют тнп кинематическях связей между приводом и входным элементом передаточ.
ного механизма в случае их раздельного расположения н между выходным элементом передаточного механизма я ориентирующим или исполнительным механизмом; выбираю~ тип датчика и определяют передаточное отно шение к нему по степеням подвижности; ул определяют тип и параметры устройства уравновешива ния степеней подвижности (см. кн. 2); оформляют чертеж кинематической схемы. Определение передаточного отношения.
Особенностью Ра боты роботов являются большие динамические нагрузки и большая доля мглык перемещений. Поэтому для опроде 156 с,=ср+ с, + с„, где С вЂ” время разгона; с, = К,ср — время торможения; !„— время движения с постоянной скоростью; К, = 1,5...3,0— меньшее значение принимгют для гидропривода, большее — для электропривода. Для проектировочных расчетов с использованием следящего электропривода на базе двигатела постоанного токи К, = 2,6, так как С, + Ср — — Ср(К, + 1). Для нахождения соотношений времени цикла рассмотрим Регльные кривые разгона и торможения (рис.
3.17,а). Обозначим: Кс = сор/»Рр' Кз = йь»/»Р» где»Рр, »Р,' — пУти Разгона н тоРможениЯ пРи линейном законе, а»Рр, »Р, — пУти Разгона и тоРможениЯ пРи Реальном законе движения. Зависимости коэффициентов Кд и Кз от точности позиционирования приведены на диагргмме (Рис. 3,17,6), 6/ кл у,о 2.8 26 г,д 2,2 г',о 1,8 с,о (Ф !',г в) 85! 2 3 ь 5 р рр Рнс.
3.17 лени „„я оптимального передаточного отношения необходимо итыватьч что с его увеличением приведенный момент учит л ивеР „Рции к валу двигателя уменьшается в соотношении у /1, что приводит к Резкому уменьшению времени разгона. С другой стороны, при этом уменьшается максимальная , орость установившегося движения. При уменьшении передаточного отношения максимальная скорость установившееся движения растет, но при этом увеличивается и время Разгона. В связи с этим передаточное отношение выбирают вз условия минимизации времени перемещения по степени подвижности.
Время перемещения по степени подвижности Значении )Рр и )Р, опРеделаютса по фоРмУлам )Рр — — (ро/тр) !р/(2Кз); )Рт = ) (в/К)тр)3 К)ер/(2кз) откУда отношение )Р,/)Рр = К)Кз/Кз. Так как тр — — в/е, то )Рр — — врр/(2К,) = оз'/(2сКз); )Р, = в'К,/(2еКз) Тогда в'/1 К '! 'Ри=)Р )Рр )Рт=)Р 1 + )~ 2е 1,К К,)' )Р )Р (Кз+ Кзк )в в в 2кзкэе 'Р в ) Кз+Кзк) ! р„= — + — К, + 1— о) л 2кзкз ) Так как в=в Д а к=(Т вЂ” Т,)/'1(3„+Хм)(~т)3, то после соответствующих преобразований имеем у )и, ) — )и, и,я,))))и,и,)) — р)~,— т.)и о), ири %1 + (Кз + Кзк))/(2кзКзП !з(Т, — Т,) т! где Т, — динамический момент; Т, — момент трения; 3„— момент инерции нагрузки; ӄ— момент инерции двигателя; т! — к.
п. д. механизма. Дифференцируя по ) и приравнивая нулю, имеем т 2вмзи(К) + 1 — (Кз+ Кзк))/(2кзкз)3 ези„ (7 л 7 т) з т( откуда з з + ( 3 + з ))/(2кзКз)3 р(Т, — Т) и Для роботов с погрешностью позиционирования Л (! мн (которую имеют большинство современных роботов) К) = = 2,6, Кз = 1,05 и Кз =2,0, тогда, подставляя эти значения в формулу, получим 1 = $/5визи/и / ГРР(Ти — Тт) т)1. Для приводов, осуществляющих прямолинейное двине' ние за счет применения реечной передачи, )Р = 25/(шх), где 158 п ремешение, мм; т — модуль выходного зубчатого ко- и мм; ° — число его зубьев.
леса, Для приводов, осуществляющих прямолинеиное движение е за счет применения винтовых передач, ,Р - 2яб/б где т — шаг винта, мм. и качестве перемещений ль б используют средняя ях значения в цикле и и ') )Р/н; Я= ,'Г 5)/и, )=1 )=1 где н — число движений; )Рь Я) — перемещения степени подвижности в цикле. Пример. 1.
Определить передаточное отношение механизма поворота робота РГШ 40.02 со следующими данными: )р = 1,57; Т =10,5 Н.м; нд,—— 4000 мнн '; в, =419 раз/с; Ух=7!2 кг мз; 0=07; Т,=25 Й м. Ре ш е н и е. Передаточное отношение механизма поворота ) (/5вйиуи/(Е(Ти — Тт)п] = 5 419з 712/(8 1,57.07) = 4!4. 2. Определить передаточное отношение механизма подъема ПР РГШ 40.02, представляю)цего собой зубчато-реечный механизм ео следующими данными: я=18; в=3 мм; 5=300 мм; Т„= = 10,5 Н.м; Т,=1,5 Н м; в, =419 рад/с; 3„=0,26 хт м'! и! = 0,8. Решение.
Передаточное отношение механизма подьема з з 5<Ъвуи 5 419з.0,26 25(Т вЂ” Т„)т)/(тх) 2 300 9 0,8/(3 !8) ))ыбор тяпа передачя и разбивка передаточного отношеяия. Тнп передачи выбирают исходя из найденного передаточного отношения. Общее передаточное отношение транспортных степеней подвяжи ) с)им де 1„— передаточное отношение кинематическов связи от двигателя к исполнительному механизму; )и„— передаточное отношение исполнительного механизма. Общее передаточное отношение орнентируюшдх степеней подвижности )ии (и где 1,„— пеРелаточное отношение ориентирующего „„ механизма. Для кинематическнх связей двигателей с исполнит нтель. ными механизмами применяют следующие конструктив ИВИнс решения: а — зубчато-ременные передачи; б — коническ еские зубчатые передачи; в — цилинлрические зубчатые переда„„ Для транспортных степеней подвижности ! = 1,/~ .
Дл„ ориентирующих степеней подвижности 3„„=(,/((„(,„), В зависимости от типа выбранной передачи разбиваю ют передаточное отношение по ступеням исполнительного м. механизма для зубчатых цилинлрических и конических передач по формуле л 3 вв гим где и — число ступеней передачи; !тм — передаточное отиошс. ние для выбранного типа передачи в одной ступени. Выбор тяпа датчика наложения и определение передаточного отношения к датчику. Датчики положения выбирают исходя из заданной погрешности позиционирования и пере. мещеиий степеней подвижности. Передаточное отношение к датчику положения выби. рают в такой последовательности; находят перемещение по степени подвижности 5,; выбирают датчик положения; определяют перемещения и скорость того звена меха. низма, с которым предполагается связать датчик; вычисляют передаточное отношение к датчику положения.
Значения перемещений степеней полвижности обычно указаны в техническом задании или определяются по фор. мулам (см. 9 2.2). Линейные перемещения степеней подвижности, исполнительные механизмы которых совершаю~ угловое перемещение, находят по формуле 5, =)грг, где (; — расстояние от оси шарнира степени подвижности Ло охвата, мм; грг — максимальный угол перемещения степени подвижности, рад. Основные типы датчиков и их характеристики прнвелеин в табл. 3.3. Тип датчика выбирают исходя из оценки достижимо" погрешности позиционирования, которая определяетс~ по формуле 53Клу()л ~~ 233 160 Таблица 33 Рвврвглвюмвл способность днскрвт (импульс(об) Долговечность, ч (цнкл) Днвпвэон ПЕРОМОПЗЕННЛ, оборот Скорость, мнн Тип датчика (10в) 20 10000 Потеипио,„„р ППМЛ КодоВый: АД-! 5В ППК-15 ФЭП-15 ППК-11 ФЗП-11 Импульсный: ПИКП2-1Ф 10000 (109) (109) (109) (109) 900 900 600 900 600 16 !6 1б 16 16 233 2'3 233 2м 2" 10000 (1000; 2500; 5000) (1000; 2500) (1000...
5400) 1000; 1024; 1250 Не огра- ничиваетсл То же 10000 10000 ПИКП2-2Ф ВЕ5!М ВЕ 106 10000 3000 3000 6 г -.вкввнкв вроммшл. рабогвв. пг. 3 161 гле Яг — перемещение степени подвижности; ()„— число дискрет датчика (см. табл, 3.3); Кл = 1,5 ... 3 — коэффициент, учитывающий качество измерительных цепей системы управления: большие значения Кл соответствуют аналоговым системам управления; Ь, — погрешность позиционирования Робота по 3-й степени подвижности. Датчики типа потенциометров применяют с аналоговыми системами управления. Для стыковки их с цифровыми системами управления необходимо преобразовывать их сигналы в цифровые с помощью дополнительной установки аналого-цифрового преобразователя. При установке импульсных датчиков, с помощью которых можно получить очень высокую точность позиционирования, необходимо "Релусмотреть в конструкции конечные выключатели нулеого положения степеней подвижности или платы с энерго- защищенной памятью, сохраняющей информацию о положении степени подвижности в момент аварийного отключения питания Места установки датчика и звено механизма, с которым свя вазывают датчик, выбирают исходя из следующих соображений; приведенный люфт от двигателя должен быть м дискреты датчика; ь мепып ьзе отсутствие элементов с пониженной жесткостью в в кипе.
магической цепи от двигателя к датчику; возможность удобного доступа к датчику. Исходя из этих условий предпочтительно осуществд влить связь вала датчика с валом приводного двигателя неп отвеяно или через специальный редуктор. посред Передаточное отношение 1 = чр„/чр„чр, > р,„о,К,/(1)„/ь), где чр„— диапазон перемещения звена, с которого пере. дается движение на датчик; чрд — диапазон перемещения дет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
