Технічні засоби робототехнічних систем

Лекція 06

Тема: УНІФІКОВАНІ ВУЗЛИ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ

План

1. Загальні положення

2. Редуктори промислових роботів (зубчасті, планетарні, хвильові)

3. Тягові пристрої ПР (зубчасто-рейкові, кулько-гвинтові)

4. Направляючі опори для лінійних і кутових переміщень виконавчих органів ПР

Література:

1. Костюк В.И., Гавриш А.П., Ямпольский Л.С. Промышленные роботы. – К.: Выща школа, 1985. – 360с.

2. Спыну Г.А. Промышленные роботы. Конструирование и применение. – К.: Вища школа, 1985

3. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн./ Под ред. К.В.Фролова, Е.И.Воробъева. Кн. 2: Расчет и проектирование механизмов. - М.: Высш.шк.,1988. – 367с.

4. Детали и механизмы роботов: Основы расчета, конструирования и технология производства: Учеб пособие/ Под ред. Б.Б.Самотокина. – К: Выща школа, 1990. – 343с.

1. Загальні положення

В загальному маніпулятор складається з модулів:

• модуль захвату;

• модуль переміщень: лінійних (поступальних), обертальних, гойдальних;

• основа.

В двох перших модулях можна виділити такі функціонально-конструктивні елементи:

• приводи;

• механізми перетворення і передачі руху;

• направляючі опори для лінійних і поворотних перміщень виконавчих органів;

• демпферуючі (гальмівні) пристрої;

• інформаційні давачі і т.ін.

Передача руху від двигуна до виконавчої ланки маніпулятора може забезпечуватись за допомогою різних передавальних механізмів, структура і конструктивні особливості яких залежать від типу двигуна, виду переміщення виконавчого органу і способа взаємного розташування двигуна і відповідної виконавчої ланки. Передавальні механізми призначені для перетворення одного виду руху в інший, узгодження швидкостей і крутних моментів двигуна і виконавчої ланки. Для перетворення руху використовують гвинтові, зубчасті, зубчасто-рейкові та ін. передачі, для узгодження швидкостей у електроприводах – понижуючі передавальні механізми – редуктори, для отримання періодичного руху – кулачкові, мальтійські, храпові механізми.

Конструктивною особливістю всіх модулів ПР є наявність уніфікованих вузлів таких, як направляючі опори для здійснення поступального і обертального руху, з’єднувальні та гальмівні муфти для передачі потужності від ведучого до веденого валу чи виконання запобіжної або гальмуючої функції, врівноважуючі механізми ПР і т.д. (Уніфікація (від лат. unus – один і facio – роблю) – приведення продукції і засобів виробництва або їх елементів до єдиної форми, розмірів, структури, складу. Це раціональне зменшення кількості типорозмірів об’єктів однакового функціонального призначення; найпоширеніший і найефективніший метод стандартизації.)

Приклад блоку руки ПР СМ40Ф2.80.01 плеча для здійснення гойдального руху зображено на рисунку 6.1. Дволанкова шарнірна рука встановлена на каретці, що переміщується по монорейці. Привід ведучої 3 і веденої 1 ланки забезпечується від крокового двигуна з гідропідсилювачами КД1 і КД2, що передають рух через одноступінчасті зубчасті редуктори 2 і 5 на кулько-гвинтові пари 7-6 і 8-9. Опорами для здійснення лінійних переміщень є підшипники 12, вмонтовані в корпусі плеча ПР. Зворотньо-поступальний рух кулькових гайок 6 і 9 спричинює поворот ведучої ланки руки довкола осі 4, закріпленої на каретці, і веденої ланки 1 – довкола осі 10. В редукторах приводів гойдання ланок руки використовуються електромагнітні муфти ЕМГ1 і ЕМГ2, які забезпечують гальмування при припиненні подачі електричного струму.

2. Редуктори промислових роботів (зубчасті, планетарні, хвильові)

2.1 Зубчасті редуктори

Редуктором називають механізм, що складається з зубчастих передач, який виконаний у вигляді окремого агрегата і служить для передачі потужності від двигуна до виконавчого органу. Призначення рудуктора - пониження кутової швидкості і підвищення обертового моменту ведучого валу порівняно з веденим. Широке застосування в ПР знайшли редуктори влаштовані (редукторні електродвигуни), що характеризуються малою масою, габаритами, собівартістю. Механізми для підвищення кутової швидкості, виконані у вигляді окремого агрегату називаються мультиплікаторами.

Редуктори класифікують за основними ознаками:

• тип передачі (зубчасті, червячні, зубчасто-червячні);

• число ступенів (одно- двоступінчасті і т.д.);

• тип зубчастих коліс (циліндричні, конічні, циліндрично-конічні);

• відносне розташування валів у просторі (горизонтальні. вертикальні);

• особливості кінематичної схеми (розгорнута, співвісна, з роздвоєним ступенем і т.д.)

Найбільш розповсюджені редуктори і їх характеристика, передавальне число зведені в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1 – Основні типи зубчастих редукторів

Тип редуктора	Передавальне число Umax	Коротка характеристика
Одноступінчастий циліндричний	12,5	Найбільш розповсюджені, вибір горизонтальної чи вертикальної схеми зумовлений загальним компонуванням приводу
Одноступінчастий конічний	<3, іноді 4	Передає рух між взаємоперпендикулярними валами; складність виготовлення і монтажу, порівняно з циліндричними
Двоступінчасті циліндричні	6,3 - 63	Використання співвісної схеми дозволяє отримати менші габарити
Двоступінчастий конічно-циліндричний	8 - 15	Прямо- або косозубий
Червячний	8 - 80	Для передачі руху мимобіжним валам; розташування червяка можливе згори, знизу чи збоку
Зубчасто-червячні і червячно-зубчасті двоступінчасті	120 - 2500

Можливості отримати більше передавальне число при малих габаритах передачі забезпечують планетарні і хвильові редуктори.