9 Быстродействие

Быстродействие ПР – это скорость его перемещения по степеням подвижности. Одним из основных требований, предъявляемых современным ПР, является сокращение времени его рабочего цикла, что обеспечивается в первую очередь за счет увеличения быстродействия робота.

Быстродействие определяется линейной и угловой скоростями перемещения по отдельным степеням подвижности, т. е. скоростью срабатывания соответствующих приводов манипулятора. Значения этих скоростей, как правило, различны и зависят от ряда параметров, например, массы перемещаемых грузов, величины хода манипулятора, сложности траектории перемещения и т. д. Для подбора робота по быстродействию необходимо знать суммарную скорость перемещения всех его движущихся звеньев, т. е. фактическую скорость передвижения рабочего органа манипулятора. Эта суммарная скорость определяет и подлежит расчету в каждом конкретном случае. Заметим, что увеличение скорости перемещения по каждой степени подвижности робота не всегда приводит к увеличению суммарного быстродействия, т.е. к увеличению фактической скорости перемещения рабочего органа манипулятора. Рассмотрим два случая, когда ПР работает в декартовой, цилиндрической и сферической системах координат, соответственно его рабочая зона имеет вид параллелипипеда, цилиндра (части его) и сферы (части ее) и когда робот функционирует в ангулярной системе координат (см. рис.3.4). Рабочая зона последнего представляет собой сложную сферу, а манипулятор – многозвенный шарнирный механизм. В первом случае, увеличение скорости перемещения по степеням подвижности робота, приводит к увеличению фактической скорости перемещения его рабочего органа. Во втором случае – это происходит не всегда. Например, для того, чтобы увеличить фактическую скорость перемещения рабочего органа манипулятора, представляющего собой многозвенный шарнирный механизм, необходимо в одних суставах – увеличивать угловую скорость вращения, а в других – наоборот уменьшать или вращать совсем в другую сторону. Рассчитать величину скорости и направление их вращения достаточно сложно, поэтому в современных роботах данная задача реализуется автоматически, т.е. увеличивая суммарное быстродействие ПР, его система управления в автоматическом режиме рассчитывает данные параметры. (Аналогично человеку: при увеличении скорости перемещения кисти руки, мозг человека автоматически меняет скорость вращения в плечевом и локтевом суставах).

По быстродействию ПР можно разделить на 3 подгруппы: с малым, средним и большим быстродействием.

Малое быстродействие – линейная скорость перемещения до 0.5 м/с, угловая – до 60 ^о/с. роботы с таким быстродействием применяются при большой грузоподъемности и при обслуживании оборудования со значительными временными циклами ведения технологического процесса.

Среднее быстродействие – линейная скорость перемещения до 1,0 м/с, угловая – до 180 ^о/с. Присуще ПР со средней грузоподъемностью, различными системами приводов и степенью универсальности. Такие скорости перемещения соответствуют средним скоростям движения руки человека и широко используются при автоматизации производственных процессов.

Высокое быстродействие – линейная скорость перемещения выше 1,0 м/с, угловая – выше 180 ^о/с. ПР с таким быстродействием пока не нашли достаточно широкого применения в связи со значительными технологическими трудностями их создания. В настоящее время существуют ПР со следующим быстродействием= 2,5 м/с,=360/с, а для схвата – до 600/с. Отметим, представленные выше скорости, характерны только для переносных степеней подвижности робота (кроме, соответственно последней).

ЛЕКЦИЯ № 6