41. Направляющие качения. Виды. Расчёт.

Для направляющих качения характерны низкая сила трения (10…40 Н) и её независимость от скорости рабочего органа, благодаря чему достигаются равномерность медленных движений, снижение мощности привода подачи и высокая точность позиционирования (зона нечувствительности направляющих качения по сравнению с парой трения чугун-чугун снижается в 10-12 раз). Значительно меньшая, чем в направляющих с гидростатической смазкой, переориентация рабочего органа обуславливается только податливостью направляющих, которая значительно ниже податливости направляющих других типов. Для направляющих качения характерна высокая долговечность, т.к. при хорошей защите их износ на порядок ниже, чем износ направляющих полужидкостного трения. К недостаткам направляющих качения относятся низкое демпфирование в направлении движения при малых скоростях движения и сравнительно высокая стоимость. Направляющие качения применяют в обрабатывающих центрах сверлильно-фрезерно-расточной группы, станках с ЧПУ высокой точности малых и средних размеров, круглошлифовальных, бесцентрово-шлифовальных станках.

Направляющие бывают незамкнутыми и замкнутыми. Отрыву подвижного узла, установленного на незамкнутых направляющих, препятствуют его сила тяжести и вертикальная составляющая силы резания. Незамкнутые направляющие качения могут быть только горизонтальными. Замкнутые направляющие сложнее и дороже, однако благодаря создаваемому натягу обладают высокой точностью и жёсткостью. Они могут быть не только горизонтальными, но и вертикальными, и наклонными.

42. Манипуляторы. Назначение, классификации. Автооператоры для аси и асз.

Манипулятор - совокупность пространственного рычажного механизма и системы приводов, осуществляющая под управлением программируемого автоматического устройства или человека-оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека.

Манипулятор промышленного робота по своему функциональному назначению должен обеспечивать движение выходного звена и, закрепленного в нем, объекта манипулирования в пространстве по заданной траектории и с заданной ориентацией. Для полного выполнения этого требования основной рычажный механизм манипулятора должен иметь не менее шести подвижностей, причем движение по каждой из них должно быть управляемым. Промышленный робот с шестью подвижностями является сложной автоматической системой. Эта система сложна как в изготовлении, так и в эксплуатации. Поэтому в реальных конструкциях промышленных роботов часто используются механизмы с числом подвижностей менее шести. Наиболее простые манипуляторы имеют три, реже две, подвижности. Такие манипуляторы значительно дешевле в изготовлении и эксплуатации, но предъявляют специфические требования к организации рабочей среды. Эти требования связаны с заданной ориентацией объектов манипулирования относительно механизма робота. Поэтому оборудование должно располагаться относительно такого робота с требуемой ориентацией.

Инструментальные автооператоры с одним захватом. Эти автооператоры наиболее просты по конструкции, но цикл смены инструментов с их помощью длительный (до 10 с). В одних конструкциях механическая рука 5 совершает вращательное движение относительно оси, параллельной шпинделю 2 станка (рис.). Переместившись из исходного положения, рука извлекает из шпинделя использованный инструмент 1 и помещает его в свободное гнездо магазина 4, а затем по окончании поиска нового инструмента 3 переносит его из магазина к шпинделю и вводит в зажимное устройство. В других конструк­циях механическая рукавращается относительно оси, перпендикулярной к оси шпинделя. Извлечение использованного инструмента из шпинделя и ввод нового происходят благодаря осевому движению шпин­деля.

Инструментальные автооператоры с двумя захватами. Такие автооперато­ры сложнее однозахватных, но обеспечивают значительно меньшую длитель­ность цикла смены инструмента. Их можно разделить на две группы: с враща­тельным движением руки и с поступательным движением руки.

Автооператор с вращательным движением руки и зажимом инструмен­тальных оправок в радиальном направлении работает следую­щим образом. Из исходного положения рука поворачивается в рабочее и захватывает использованный инструмент, находящийся в шпинделе, и но­вый, который с помощью гильзы переведен в магазине в горизонтальное положение. Автооператоры с вращательным движением руки и осевым захва­том работают аналогично. Их применяют, когда инструмен­тальный магазин находится вблизи шпинделя.

Применение автооператоров с поступательным движением захватов позволяет располагать инструментальный магазин вне станка, так как автооператор выполняет и функции транспортного устройства.

Захваты автооператоров. Захваты предназначены для зажима и удержания инструментов в момент их переноса. Захваты, зажимающие инструменты в радиальном направлении, снабжаются подпружиненным элементом, могут быть клещевого и тисочного типов.

Автоматизация вспомогательных операций смены заго­товок и деталей на станках с ЧПУ создает предпосылки для внедрения «безлюдной» технологии в механообрабатывающем производстве, а также повышает его эффективность за счет со­кращения простоев станков между отдельными рабочими циклами. Выбор конструкции загрузочного устройства к станку зависит от принятой схемы транспортно-накопительной системы. В то же время загрузочные устройства целесообразно механически отделить от станка для его виброизоляции. Конструк­тивная автономность устройств автоматической смены заготовок соз­дает возможность нх проектирования в виде достаточно универсаль­ных манипуляционных механизмов, имеющих собственные приводы и средства электро-, гидро- или пневмоавтоматики.

Автоматические загрузочные устройства для заготовок типа тел вращения, обрабатываемых на многоинструментальных токарных, кругло- или внутришлифовальных станках с ЧПУ, могут быть вы­полнены в виде манипуляторов с поворотным или рычажным захватным механизмом.

Поворотные загрузочные устройства к станкам с ЧПУ предназна­чены для манипулирования главным образом длинными заготовками (типа валов), обрабатываемыми на станке в центрах. В этом случае цикл обслуживания станка, который сводится к снятию обработан­ной заготовки и установке следующей, можно осуществить прн повороте двухзахватного механизма на 180°. Если заготовку обра­батывают в патроне станка, то поворотное загрузочное устройство должно иметь дополнительное осевое движение. В зависимости от числа обслуживаемых позиций, одной из которых является рабо­чая позиция — шпиндель станка, а остальные — вспомогательные позиции транспортно-накопительной или контрольно-измерительной системы, поворотные загрузочные устройства могут быть двух-или многопозиционными.

Конструкции захватных устройств и формы их зажимных губок зависят от типоразмеров обрабатываемых на станке заготовок. Обычно губки имеют призматическую форму и достаточно большой развод при разжиме, создающий возможность при одной настройке манипулировать заготовками, у которых диаметральные размеры достигают 40—50 мм. Возможно применение сменных схватов. Поворотные загрузочные устройства можно монтировать на кон­соли, жестко закрепленной на каретке, которая перемещается над станком по направляющим траверсы.

Рычажные загрузочные устройства предназначены для манипули­рования тяжелыми заготовками типа валов (массой до 500 кг и дли­ной до 3 м), а также для загрузки средних по размерам заготовок фланцевого типа. Рычажные устройства выдвижного типа выполнены в виде штока со схватом, совершающим возвратно-поступательное движение. По­воротные рычажные устройства представляют собой механическую руку с двумя или тремя степенями подвижности и захватным устрой­ством. Цикл работы манипуляторов задается с помощью средств путевой электро-, гидро- или пневмоавтоматики.

Манипулятор для загрузки заготовок фланцевого типа, обра­батываемых в патроне станка, может быть простым с поворотно-качательным движением руки. Заготовка в захватном устройстве базируется по торцу. Осевое перемещение для установки ее в патрон станка осуществляется специальным выталкивателем, встроенным в схват. Загрузочный манипулятор для заготовок типа валов имеет более сложную, например эллиптическую, форму движения схвата за счет поворотного и осевого перемещения механической руки. Осевое перемещение руки обеспечивает, например, специальный кривошипный механизм.

Для рычажных устройств характерно двурукое исполнение: два манипулятора, которые установлены на общей каретке, перемеща­емой по направляющим траверсы, совершают одновременные воз­вратно-поступательные движения, всегда находясь в противополож­ных позициях. При этом один манипулятор оперирует заготовками, а другой — деталями. Для одновременного манипу­лирования заготовкой и деталью манипулятор может быть двух-захватным с дополнительным поворотным движением головки отно­сительно оси руки на угол 180°.