Соломенцев Ю.М. Промышленные роботы в машиностроении. Альбом (986786), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Роль механических модулей исполняют элементы конструкции манипулятора вместе с комплектными приводами и внутренними электрическими, гидравлическими, пневматическими проводами с разъемами для подключения к энергетическим, информационным и управляющим внешним коммуникациям. Механические модули обеспечивают обычно одну или несколько степеней подвижности ПР. Информационно-измерительными модулями являются комплекты датчиков различных типов с механизмами их приводов, преобразовательными устройствами и каналами связи с системой управления. Модификации аппаратного н программно-математического обеспечения для систем управления разного уровня также строят на агрегатно-модульном принципе.
К отдельным конструктивным модулям ПР предъявляют следующие основные требования: 1) обеспечение конструктивной и функциональной независимости; 2) обеспечение проектных статических и динамических характеристик; 3) возможность компоновки в различных положениях и сочетаниях с другими модулями; 4) унификация стыковочных элементов, коммуникаций и комплектующих изделий; 5) возможность унификации сборочных единиц как в пределах отдельных, так и смежных типоразмеров, а также между разнотипными блоками и узлами.
При агрегатно-модульном построении обеспечивается возможность рационального выбора компоновочной схемы, числа степеней подвижности манипулятора, типов приводов, датчиков и системы управления для выполнения заданных гехнологических функций специализированных ПР. Кроме того, агрегатно-модульное построение ПР облегчает создание роботизированных технологических комплексов, представляющих собой гибкие производственные модули автоматизированных технологических систем. ПР агрегатно-модульного типа позволяют в этом случае создавать гибкие вспомогательные и транспортные подсистемы, предназначенные для автоматического обслуживания и переналадки основного оборудования, выполнения подъемно-транспортных и загрузочно-разгрузочных операций для потока заготовок, деталей или инструментов. Важным этапом агрегатно-модульного проектирования ПР является разработка конкретной номенклатуры их унифицированных конструктивных модулей (механических, информационно-измерительных и уп- равляющих) и комплектующих изделий (приводов, датчиков, устройств программного управления, принадлежностей и приспособлений к ним).
В табл. 1, лист 44 приведены основные конструктивные модули для ПР, используемые в машиностроении. В табл. 1 конструктивные мо- УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЪ|Х МОДУЛЕИ ПР Неподвижное основание Неподаижная колонна Портал с монорыьсом Консоль с монорельсом Тележка подвижная (продольиого хода) Тележка (каретка) сдвига (поперечного хада) Тележка (каретка) на монорельсе Тележка рельсовая Стол поворотный Платформа качаюшаяся (с одной степенью подвижности) Платформа качающаяся (с двумя степенями подвижности) Каретка вертикального хода (подъема) Рука выдвнжаая (с одной степеаью подвижности) Рука выдвижная поворотная (с двумя степенями подвижности) Рука рычажао-шарнирная (с двумя звеиьями) Рука рычажно-шарнирная (с тремя звеньями) Кисть (головка) неподвижная Кисть поворотная (с одной с|епенью подвижности) Кисть поворотная (с двумя степенями покаянности) Кисть поворотная (с тремя степенями подви кности) Захватное устройство (схват) одинарное Схват двойной Схват двойной поворотный Схват с поперечным сдвигом 3.
Модули привода ПР Гидравлический привод регулируемый Пневматическая привад регулируемый Электрогидравлический шаговый привод Электрогидраалнческий следящий привод Электрический привод постоянного тока следящий Электрический привод постоянного така регулируемый Электрический асинхронный привод переменаого тока регулируемый 4. Устройства программного управления ПР Цикловее программное управление Числовое программное управление позиционного типа Числовое программное управление контурного типа Числовое программное управление универсального (контурно-позиционного) типа Унифицированное яикловое программное управлеыие (модульное) Унифицированное числовое ирограммное управление позиционного типа (модул|ное) Унифицированное числовое программное управление хонтурного типа (модульное) дули написаны условными обозначениями, ниже приведена таблица условных обозначений.
Основные модели промышленных роботов строятся из типовых механических модулей манипулятора (условные обозначения приведены в табл. 1): несущей системы, агрегатов, выполняющих перестановоч/ иые, установочные и ориентирующие движения, а также исполнитель-' ных захватных устройств. Дополнительные механические модули ПР— загрузочные столы, магазины сменных охватов, устройства зажима сменных схватов и другие — предназначены для промежуточного накопления и ориентирования заготовок и обработанных деталей, смены схватов, а также для выполнения других вспомогательных функций (например, компенсации угла поворота звеньев механической руки рычажного типа для сохранения постоянной ориентации ее кисти, несущей схват).
Технический уровень различных моделей ПР из агрегатных модулей определяется выбором типа привода (гидравлического, электрогидравлического, электрического или пневматического), а также устройства программного управления (циклового, числового позиционного или контурного). В табл, 2, лист 44 приведены некоторые примеры реализации ПР агрегатно-модульного типа различного технологического назначения. Варианты компоновочных схем ПР агрегатно-модульной конструкции могут быть изображены в виде структурных формул, которые содержат символы основных и дополнительных механических модулей, а также типы приводов и устройств управления. В табл. 3, лист 44 приведены унцфицированные сборрчные единицы и механические модули манипуляторов ПР, применяемых в станкостроении.
На рнс. 1 и 2 показаны компоновочные схемы ПР, состоящих из сборочных единиц и модулей, приведенных в табл. 3 и имеющих от 3 до 12 типоразмеров, от выбора которых зависят основные технологические характеристики ПР (грузоподъемность, размеры рабочей зоны, скорость перемещений и др.). В табл, 4, лист 44 схематично представлены варианты компоновки специализированных ПР портального типа, построенных, по агрегатно- модульному принципу и предназначенных для станкостроения.
Все варианты компоновочных схем созданы на основе 19 механических модулей, не считая унифицированных захватных устройств: ТС вЂ” каретка; Р — рука выдвижная; РВП вЂ” рука поворотная; РШ2 — рука рычажная двухзвенная; РШЗ вЂ” рука рычажная трехзвенная; Пр1 — привод перемещения каретки; Пр2 — привод выдвижения руки;'ПрЗ вЂ” привод поворота плеча; Пр4 — привод вращения руки; Прб — привод поворота локтя; М1 — механизм качания руки; М2 — механизм выдвижения кисти руки головки; МЗ вЂ” механизм компенсации поворота звена руки; М4 — механизм поворота кисти; Г1 — однозахватная головка без устройства кантования; Г2 — одпозахватная головка с кантованием на 180'; ГЗ вЂ” однозахватная головка с кантованием на 90 и 180', Г4— двухзахватная головка с кантованием на 180', Гб — однозахватная головка с автоматической сменой схватов и с кантованием на 90 и 180', При создании вариантов конструкций ПР используют различные типы приводов, устройств программного управления и информационно- измерительные модули.
Компоновочные схемы ПР разбиты на три группы в соответствии с системой координат перемещений манипулятора. Компоновочные схемы А1...А4 (базовое исполнение А1) отличаются простотой конструкции манипулятора и механизмов приводов. Схемы Б1...БЗ (базовое исполнение Б1) обеспечивают повышенную маневренность механической руки и возможность обслуживания технологического оборудования сверху и сбоку. Наибольшей маневренностью обладают схемы В1...В4 (базовое исполнение В1). Наличие спрямительного механизма, компенсирующего углы поворота звеньев руки, дает возможность стабилизировать угловое положение головки (кисти руки) со схватом (схемы ВЗ и В4).
Такие компоновочные схемы ПР используют при большинстве вариантов обслуживания станков. Однако хонструкции манипуляторов, построенные по схемам ВЗ и В4, являются наиболее сложными в сравнении со схемами А2 или В1, которые обычно применяют в роботизированных технологических комплексах. На листе 44, рис. 3, 4, 6 показаны возможные варианты соединения конструктивных модулей ПР (схемы которых приведены в табл. 1). В основании графов вариантов компоновок находятся следующие модули: НΠ— для ПР напольного стационарного исполнения, ТП вЂ” для ПР напольного передвижного исполнения или ТМ вЂ” для ПР портального передвижного исполнения. Число возможных вариантов компоновок ПР по графу, приведенному на рис.
3, равно 60, если не учитывать возможные исполнения модулей рук (Р) манипуляторов. При использовании разных модулей рук (Р1, Р2 или РЗ) число вариантов компоновок ПР типа РПМ-26 достигает 160. Кроме того, возможны различные модификации этих ПР, получаемые за счет установки нескольких вариантов исполнительных механизмов — захватных устройств ЗУ(, ЗУ2, ЗУС и др. На рис. 3, 4, б толстыми линиями показаны некоторые возможные конструктивно-компоновочные варианты ПР типа РПМ-25. На рис.
3 выделено исполнение, характеризуемое структурной формулой НО-СИПК2-Р; на рис. 4 — формулой ТП-СП-ПК2-Р; на рис. 6 — формулой ТМ-РВ-Р. 4.2. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ МОДУЛИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ С ГИДРО- И ПНЕВМОПРИ ВОДАМ И Конструкции манипуляторов ПР стационарной компоновки с гидро- и пневмоприводами представляют собой необходимое сочетание типовых агрегатных узлов-модулей: 1 — модуль поворота (основание); 2— модуль вертикального перемещения (колонна); 3 — модуль горизонтального перемещения и поворота (рука); 4 — модуль качания (кисть руки); 5 — модуль захватного устройства (охват). На листе 46 показаны общий вид, техническая характеристика и принципиальная пневмосхема ПР типа ПРЦ-1 модульной конструкции (позиции 1 — 5 на чертеж общего вида соответствуют номерам названных выше функциональных агрегатных модулей).
Манипулятор работает в цилиндрических координатах и имеет три установочных и два ориентирующих движения. Установочные движения манипулятора включают в себя: Х вЂ” горизонтальное перемещение руки; Š— вертикальное перемещение руки; С вЂ” поворот колонны относительно вертикальной оси.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
