17

УДК

Инв.№

Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е.Жуковского «ХАИ»

Кафедра 202

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По курсу «Роботизированое производство»

Виполнил студент гр. 259 Д.А. Римаренко

(№ групи) (Ф.И.О.)

(подпись, дата)

Проверил преподаватель

(научная степень, ученое звание)

____________________И.А. Сыпченко

(подпись, дата) (Ф.И.О.)

2012

Содержание

Введение…………………….…………………………………………………..4

1. Промышленные роботы в роботизированных технологических комплексах механообработки……………………………………………..………………6

1.1Общая характеристика ПР для обслуживания металлорежущих станков…………………………………………………..…………..……...4

1.2 Мостовые портальные электромеханические агрегатно-модульные роботы………………………………………………………………………10

1.3Типовые схемы компоновок РТК механообработки……………….11

Выводы …………………………………………………..……………………14

Список используемой литературы…………………………………………...15

Введение

К основным техническим характеристикам ПР следует отнести номинальную грузоподъемность, число степеней подвижности, величины и скорости перемещения по степеням подвижности, рабочую зону, рабочее пространство и зону обслуживания ПР, погрешность позиционирования или обработки траектории.

Грузоподъемность ПР - наибольшее значение массы объектов манипулирования, включая и массу рабочего органа, которые могут перемещаться "рукой" при заданных условиях. Для многорукого ПР грузоподъемность определяют как сумму грузоподъемности всех его "рук". Для некоторых типов промышленных роботов важным показателем является усилие (или крутящий момент), развиваемое исполнительным механизмом. К числу таких показателей можно отнести усилие зажима объекта манипулирования захватным устройством, рабочее усилие "руки" ПР вдоль ее продольной оси, крутящий момент при ротации захватного устройства.

По величине грузоподъемности промышленные роботы разделяют на сверхлегкие (до 1 кг), легкие (свыше 1 до 10 кг), средние (свыше 10. до 200 кг), тяжелые (свыше 200 до 1000 кг), сверхтяжелые (свыше 1000 кг). В настоящее время выпускается до 73% моделей ПР легкого и среднего типа с грузоподъемностью от 5 до 80 кг.

Число степеней подвижности ПР определяют как сумму возможных координатных движений его рабочего органа или объекта манипулирования относительно опорной системы. Для некоторых типов ПР дополнительно учитывают число степеней подвижности захватного устройства, равное числу степеней свободы всех его звеньев относительно узла крепления к "руке" робота. Среди степеней подвижности отдельного манипулятора следует различать переносные и ориентирующие.

Переносные, или региональные, степени подвижности используются для перемещения рабочего органа ПР; ориентирующие, или локальные, - для его ориентации в рабочей зоне. Для перемещения объекта манипулирования в заданное место рабочей зоны без его ориентации достаточно трех переносных степеней подвижности, для полной ориентации - трех ориентирующих. Для переноса и полной пространственной ориентации необходимо шесть степеней подвижности; дальнейшее увеличение числа степеней подвижности повышает маневренность манипуляционной системы робота, улучшает его динамику, однако усложняет конструкцию и программирование, снижает точность позиционирования и увеличивает стоимость. Поэтому предпочтительно ограничиваться четырьмя-пятью степенями подвижности, применяя шесть и более лишь в наиболее сложных технологических процессах.

По степени подвижности ПР подразделяют на три группы: малую (до 3-х степеней подвижности); среднюю (4-6 степеней подвижности) и высокую подвижность (свыше 6 степеней). Число степеней подвижности ПР в значительной мере определяет его универсальность. Современные ПР имеют обычно от 2 до 7 степеней подвижности: самые простые -1 - 2; наиболее сложные - 7, иногда и более. В структуре современного мирового парка ПР преобладают конструкции с 4 и 5 степенями подвижности (67 %).

Учитывая все большее Применение подвижных роботов наряду со степенями подвижности манипуляционной системы робота следует рассматривать также степени подвижности устройств его передвижения, так называемые координатные, или глобальные.

Величины и скорости перемещения рабочего органа по каждой степени подвижности характеризуют геометрию рабочего пространства ПР, а также особенности движения и ориентации переносимого объекта и Для подвижных роботов кроме рабочей зоны в качестве характеристики рассматривается также рабочее пространство, определяются механикой манипулятора ПР и возможностями привода. Величины перемещений по линейным координатам задаются в метрах, по угловым - в градусах или радианах; соответственно скорости выражаются в метрах в секунду для линейных и градусах или радианах в секунду - для угловых координат. По величине линейного перемещения, или хода рабочего органа, различают ПР с малым (до 300 мм), средним (свыше 300 до 1000 мм) и большим ходом (свыше 1000 мм).

Скорости перемещений звеньев манипулятора характеризуют важное качество ПР- быстродействие, от которого зависит время обслуживания технологического оборудования. Обычно скорости линейных перемещений рабочих органов манипуляторов не превышают 1,0 - 1,5 м/с, хотя имеются отдельные роботы со скоростями до 9 м/с. Скорости угловых перемещений рабочих органов преимущественно находятся в пределах от 15 до 360 град/с (от 0,25 до 6,3 рад/с). 96

Для предварительного выбора ПР быстродействие можно оценивать скоростью основных линейных перемещений рабочих органов, при этом различаются ПР с малым (линейная скорость до 0,5 м/с), средним (линейная скорость свыше 0,5 до 1 м/с) и высоким быстродействием

1 Промышленные роботы в роботизированных технологических комплексах (РТК) механообработки

1.1 Общая характеристика промышленных роботов для обслуживания металлорежущих станков

Промышленные роботы по конструктивному исполнению подразделяются на подвесные, устанавливаемые на портале; напольные, устанавливаемые на полу цеха; встраиваемые, устанавливаемые непосредственно на обслуживающем оборудовании (например, на станке).

Подвесные роботы, применяемые для обслуживания металлорежущих станков, как правило, работают в прямоугольной системе координат, т.е. имеют два основных движения – вдоль оси (осей) портала (движение каретки) и в направлении, перпендикулярном оси портала (выдвижение руки по вертикали или под углом к вертикали); в цилиндрической полярной системе координат, т.е. имеют три основных движения – вдоль вертикальной оси портала, поворот руки вокруг горизонтальной оси (качание руки) и выдвижение руки; в цилиндрической угловой системе координат, т.е. имеют три основных движения – вдоль оси портала и качание каждого из звеньев шарнирной руки.

Подвесные промышленные роботы бывают различных исполнений. Кроме основных движений, определяющих систему координат, подвесной робот может выполнять следующие ориентирующие движения: вращение кисти с захватным устройством вокруг оси руки; поворот кисти вокруг оси (одной или двух), перпендикулярной оси руки.

Напольные роботы, применяемые для обслуживания станков, работают, как правило, в цилиндрической системе координат, т.е. имеют три основных движения – подъем руки, поворот руки вокруг вертикальной оси и радиальное выдвижение руки в горизонтальной плоскости. Они выполняют движения, характерные для подвесных роботов, и, кроме того, сдвиг захватного устройства.

Промышленные роботы, встраиваемые в станки,

Могут иметь компоновку, аналогичную подвесным промышленным роботам, работающим в плоской прямоугольной и полярной цилиндрической системах координат (с тем отличием, что монорельс, по которому движется каретка, крепится непосредственно на станке), а также компоновку, предусматривающую крепление робота спереди к станку и обеспечивающую возможность поворота руки вокруг вертикальной и горизонтальной осей.