1.2. Выбор промышленного робота

Как и при выборе станков целесообразность применения того или иного ПР в производственных условиях определяется с учетом ряда требований:

• соответствие технологических возможностей ПР (определяют­ся в основном типом системы управления) содержанию необ­ходимых манипуляций с объектом;

• соответствие грузоподъемности ПР массе объекта ;

• соответствие числа степеней подвижности ПР минимально не­обходимому их числу для выполнения требуемых операций ;

• соответствие размеров и расположения зоны обслуживания ПР и рабочих зон обслуживаемых станков ;

• простота и минимальная длительность цикла переналадки, эко­номичность, надежность.

Для РТК механической обработки наиболее предпочтительно ис­пользование ПР с позиционной системой управления, поскольку ПР с цикловой системой имеет ограниченные манипуляционные возможно­сти, а применение контурной системы ведет к недоиспользованию возможностей робота.

Для обработки заготовки массой 3,7 кг с учетом массы захватного устройства, выбираем ПР с позиционной системой управления модели СМ40Ф2.80.01, обладающий суммарной грузоподъемностью 40 кг. Данный комплекс предназначен для комбинированной обработки деталей массой до 40 кг в условиях серийного и среднесерийного производства. ПР в составе комплекса выполняет операции загрузки и выгрузки станков заготовками.

Техническая характеристика промышленного робота СМ40Ф2.80.01 портального типа.

1. Грузоподъемность, кг………………………………………40

2. Число степеней подвижности……………………………….4

3. Число рук……………………………………………………..1

4. Система управления – позиционная.

5. Погрешность позиционирования, мм…………………...±0,5

6. Наибольший вылит руки, мм……………………………1900

7. Линейные перемещения, мм (скорости, м/с):

r……………………………………………………….3000(1,2)

х……………………………………………………..10000(0,8)

8. Угловые перемещения, град. (скорости, град/с):

φ………………………………………………………….90(30)

β………………………………………………………….90(30)

α………………………………………………………...180(30)

9. Длина монорельса, мм……………………………….12000

10. Масса, кг……………………………..……………………3400

.

Рис.2 Схема ПР

1.3. Проектирование захватного устройства

Захватные устройства ПР служат для захватывания и удержания в определенном положении объектов манипулирования.

Так как на проектируемом РТК могут обрабатываться различные заготовки, обладающие различными размерами, формой, массой, раз­нообразными физическими свойствами, поэтому захватные устройства (ЗУ) относятся к числу сменных элементов промышленного робота.

К ЗУ предъявляются требования общего характера и специаль­ные, связанные с конкретными условиями работы. К числу обязатель­ных требований относятся:

• надежность захватывания и удержания объекта;

• стабильность базирования;

• недопустимость повреждений или разрушения объектов.

В проектируемом РТК, предназначенным для обработки деталей в условиях серийного производства к ЗУ предъявляются дополнитель­ные требования: широкодиапазонность; обеспечение захватывания близко расположенных деталей; легкость и быстрота замены.

На листе № 2 графической части представлено ЗУ, которое удов­летворяет всем выше перечисленным требованиям. Представленное захватное устройство выполнено двухпозиционным, что значительно сокращает время установки - снятия деталей на станке. Зажим заго­товки осуществляется с помощью пружин, а разжим посредством гид­роцилиндра (на листе не показан). Смена позиций произво­дится при вращении шпинделя от отдельного привода механизма кисти руки.

Расчет ЗУ включает нахождение сил, действующих в местах кон­такта заготовки и губок; определение усилий привода; проверку от­сутствия повреждений поверхности детали при захватывании; расчет на прочность деталей ЗУ. Последний расчет ведется по обычным ме­тодикам расчета деталей машин (в данной работе не приводится).

Расчет сил, действующих в местах контакта ЗУ с объектом мани­пулирования, ведем согласно указаниям / /. Составляем расчетную схему (см. рис.1). Тогда силы N1 и N2 определяются следующим обра­зом :

Здесь: Rn - сила реакции на п-ю губку захвата;

Rn = mg = 3.7 * 9.8 =36.26 H

_j- угол между проекцией силы Rn на плоскость и силой N_i,

== 55 °

- коэффициент трения губки захвата с заготовкой;

= 0,15

Имеем:

Для определения усилий привода составим расчетную схему (рис.2). Согласно / / :

Здесь: М - удерживающий момент ;

m _с, z _с - соответственно модуль и полное число зубьев сектора

m _с = 2,5 мм ; z _с = 13

_р - коэффициент полезного действия механизма,

_р= 0,94

Удерживающий момент:

Здесь а, с - расстояния от точки поворота губки до точки контакта (cм. рис. 2 ),

а == 0.08 м ; c == 0.01 м /,

Получим:

Тогда усилие привода:

Так как зажим заготовки производится под действием пружины, а для разжима необходимо приложить силу Р1, большую силы Р в три раза / / имеем диаметр гидроцилиндра:

,

где k - КПД, k = 0,9;

А - давление гидросистемы ПР, А = 5 Мпа.

Получим:

,

Принимаем диаметр гидроцилиндра D = 25 мм.