Самостоятельная работа По дисциплине «Гибкие автоматизированные производства»» студенка группы-двт-101 Абдрахманова с проверил
жүктеу/скачать 283,5 Kb.
|
Абдрахманова С ДВТ 101
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ШАКАРИМА г.СЕМЕЙ Кафедра«Автоматизация, информационные технологии и градостроительство» Самостоятельная работа По дисциплине «Гибкие автоматизированные производства»» Выполнила:студенка группы-ДВТ-101 Абдрахманова С Проверил: Золотов А.Д. Семей 2022 КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ Общие сведения о конструкциях Под конструкцией роботов понимают конструктивное исполнение их механической системы. Механическая система ПР образована двумя подсистемами — несущей механической системой (НМС) и исполнительной механической системой (ИМС). Особенность конструкции состоит в том, что одни и тс же элементы относятся как к одной, так и ко второй подсистемам, в состав которых в общем случае входят следующие элементы: - опора, в виде основания или передвижных тележек напольного или подвесного типа; - корпус робота различной формы с вмонтированными в него механизмами подъема и поворота руки и перемещения робота; - корпус руки робота с вмонтированными в него механизмами перемещения руки, звена, а иногда и захватного устройства; - рука робота с одним или несколькими звеньями; - захватное устройство. Кинематическое и компоновочное решения влияют на конструктивное исполнение элементов, определяющее конструкцию робота, которая, в свою очередь, определяет его основные характеристики: число степеней подвижности, маневренность, сервис, систему координатных перемещений и вид системы координат, в которой они работают. Рассмотрев определение числа степеней подвижности, можно перейти к рассмотрению маневренности манипулятора ПР. Под маневренностью М принято понимать число его степеней подвижности при неподвижном (зафиксированном в пространстве) положении его выходного звена (рабочего органа). Маневренность определяет возможность руки манипулятора выполнять сложные движения и обходить препятствия в рабочем пространстве при манипулировании с объектом или выполнении сложных операций. Возможности конструкции ПР при совершении таких манипуляций характеризуются коэффициентом сервиса М. Коэффициент сервиса определяет возможность подхода рабочего органа (конечного звена) М к заданной позиции с различных направлений, что характеризует двигательные возможности манипулятора. Совокупность степеней подвижности манипулятора ПР определяет возможность его рабочего органа занимать различные положения в разных областях ограниченного конкретными связями и размерами звеньев кинематической цепи рабочего пространства М. Множество возможных положений оси рабочего органа манипулятора ПР, при неизменной позиции его характерной точки (его центра) в рабочем пространстве, формирует телесный угол V, изображенный на рис. 4.1, который принято называть углом сервиса, или пространственным углом обслуживания. Рис. 4.1. Угол сервиса или возможный пространственный угол обслуживания (телесный угол о, определяемый кинематическими свойствами механической системы промышленного робота): 0. 1,2, 3 - звенья; ЛзСф , #ів. Сзсф, Л/зсф — кинематические пары; и — телесный угол Отношение угла сервиса к четырём ті называют коэффициентом сервиса ? в данной точке. (4.1) Угол способен изменяться от нуля на границе рабочего пространства (поскольку там ось захвата может занимать только одно положение) до единицы в точках зоны, так называемого 100 %-ного (полного) сервиса, в которых захвата способна занимать любое пространственное положение. Помимо этого, используют среднее значение коэффициента сервиса в рабочем пространстве объема V. Называют его полным коэффициентом сервиса М промышленного робота: (4.2) Говоря о конструкциях промышленных роботов, следует обозначить требования к ним. Поскольку промышленные роботы являются структурным элементом РТС или РТК, то и требования к ним определяются условиями функционирования в этих системах. С этой точки зрения все требования, предъявляемые к промышленным роботам, можно разделить на следующие группы: - обеспечение функций и параметров гибкой производственной системы (ГПС); - гибкость, сочетающая простоту и экономичность при переходе на другое изделие; - простота и надежность работы, в том числе в интервале температур от О °С до 50 °С; - устойчивость работы в автоматических режимах; - совместимость с сопрягаемым оборудованием (соответствие сложности ПР технологическому и вспомогательному оборудованию и оснастке (отсутствие избыточных универсальности и памяти), сопрягаемость ПР с оборудованием комплекса, возможность реализации управляющих воздействий на соответствующее оборудование, возможность автоматической перенастройки); - экономичность работы при соответствующем числе степеней подвижности; - точность (повторяемость) позиционирования с небольшим временем затухания колебаний в точке позиционирования (< 0,2 с); - высокая удельная грузоподъемность; - высокая помехозащищенность. По конструктивным признакам можно выделить следующие группы роботов: а) напольные, стационарные (неподвижные) ПР; б) подвесные тельферные ПР. Первая группа, в свою очередь, может быть разбита на подгруппы: - с выдвижной рукой и консольным механизмом подъема; - с выдвижной рукой на подвесной каретке; - с выдвижной рукой и наклоняющим ее корпусом; - с многозвенной рукой; - многорукие; - со складывающейся рукой на подъемной каретке; - с антропоморфной рукой. Во второй группе можно выделить: - с выдвижной рукой; - с многозвенной рукой; - со складывающейся рукой; - многорукие. Роботы, работающие в различных системах координат, также имеют различные конструктивные решения. Характерные представители конструктивных групп ПР рассмотрены в справочной литературе, поэтому ввиду ограниченности объема данных материалов здесь мы их приводить не станем. Отметим еще одну особенность построения конструкций ПР. Конструкция может формироваться из оригинальных узлов, иметь модульный принцип построения и быть агрегатно-модульной. Чтобы говорить о достоинствах и недостатках этих подходов к созданию конструкций, определимся с терминами. Определяя термин «модуль», следует сказать, что это функционально законченное устройство, способное выполнять свое функциональное назначение при подведении к нему питания, управляющих и информационных связей (шин). Следует отметить, что модуль характеризуется наличием унифицированных присоединительных размеров и параметров внешнего сопряжения, обеспечивающих его функционирование. Применительно к ПР, различают кинематический исполнительный модуль, модуль-привод и модуль устройства управления. Их различия определяются их функциональным назначением. Агрегат промышленного робота представляет собой совокупность узлов ПР, которая образует механизм, реализующий одну степень подвижности (независимое перемещение исполнительного органа по одной (или вокруг) из координатных осей одной из систем координат — локальной, региональной или глобальной. Движение агрегату передается от присоединяемого к нему привода. Для соединения и привод, и агрегат имеют как унифицированные присоединительные размеры, так и параметры внешнего сопряжения. Примером агрегата может служить механизм в собранном виде, реализующий перемещение по одной из координат, но без присоединенного к нему привода. Таким образом, аїре-гат является частью исполнительного модуля, объединяющего в себе агрегат, двигатель, редуктор, передаточные механизмы (или их части), элементы и компоненты систем управления. Особенностью оригинальных конструкций, является понятие уникальности ее элементов и узлов, с точки зрения их замены, в случае ремонта. Такие конструкции могут отличаться значительными преимуществами при эксплуа тации в условиях, конкретно для которых они созданы, но при этом существенным недостатком являются те, названные, свойства узлов и деталей, которыми обусловлено увеличение как материальных, так и временных затрат при их обслуживании и ремонте. Возникающие противоречия обусловлены такими факторами как: - стоимость: - сложность конструкции; - число используемых степеней подвижности; - необходимая гибкость. Один из путей разрешения этих противоречий представляет собой построение ПР на агрегатной основе. Совсем по-другому обстоит дело с модульными конструкциями. Принцип модульного построения представляет собой разновидность агрегатного построения. Он подразумевает создание ПР на базе функциональных модулей (узлов), которые имеют все необходимые элементы, в том числе и приводы, и датчики обратной связи и другие, которые являются необходимыми для обеспечения функционирования модуля. При создании ПР модули соединяются между собой в требуемой последовательности. После этого остается только произвести подсоединение к ним силовых и управляющих коммуникаций. Для модульного принципа построения ПР, в отличие от агрегатного, характерным является значительно большее удобство создания и перестройки ПР. Кроме того, этот принцип построения позволяет уменьшить число узлов, образующих конкретную модель ПР. Также данный принцип лишен таких недостатков. как увеличение номенклатуры модулей, обусловленное включением в модуль привода и датчиков обратной связи. Не возникают в данном случае и неоправданная сложность конструкции и «избыточность» модулей. Не возникает затруднений использования одних и тех же модулей совместно различными системами программного управления. Наиболее прогрессивным в этом плане является использование многоуровневой модульной структуры схемно-компоновочного решения ПР. Её основу составляет многоуровневая модульная система построения манипулятора. Представляет она собой развитие концепции одноуровневой системы, которая базируется на модульном принципе построения, позволяя в случае необходимости формировать компоновки манипуляторов с различными степенями подвижности. Рассмотрим классификацию устройств, образующих модуль, по функциональному признаку. В качестве примера разберем модуль поворота руки, схема которого представлена на рис. 4.2. жүктеу/скачать 283,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|