5. Приводы промышленных роботов

Выбор типа привода определяется функциональным назначением ПР. Независимо от вида привода к нему предъявляются следующие общие требования: минимальные габаритные размеры, высокие энергетические показатели, возможность работы в режиме автоматического управления и регулирования, высокое быстродействие, безопасность, возможность встраивания систем охлаждения и терморегулирования, надежность, удобство монтажа и обслуживания.

ПР оснащаются электрическими, пневматическими, гидравлическими и комбинированными приводами.

Электрический привод обеспечивает хорошие динамические характеристики, повышенную точность позиционирования (менее ±1 мм) и широкую маневренность. В состав электропривода входят усилители мощности, управляемые двигатели, передаточные механизмы, датчики обратной связи по скоростям и положению, сравнивающие устройства.

В настоящее время широкое распространение получил дискретный (шаговый) привод с управляющим шаговым двигателем. Расширяется применение следящих приводов на базе электродвигателей постоянного тока.

Пневматический привод состоит из пневмоцилиндров (для создания поступательного движения), пневмодвигателей (для вращательного движения), привода с крутящим моментом (для колебательного движения), пневмоклапанов (для управления и регулирования скорости перемещения и остановки поршня), а также электромагнитных клапанов, работающих на переменном и постоянном токе и управляющих одновременно несколькими каналами.

Для роботов с пневмоприводом возможно применение систем управления струйной автоматики. К преимуществам таких приводов и систем управления относятся безотказность в работе, сокращение необходимой производственной площади (у электросистем аппаратура располагается в отдельном шкафу, у пневмосистем – обычно непосредственно на механических узлах), низкая стоимость, простота обслуживания и ремонта. Пневматический привод во многом сходен с гидравлическим, но не имеет обратного трубопровода.

Гидравлический привод, как правило, применяют для роботов грузоподъемностью более 10 кг с повышенной точностью позиционирования. Он также находит применение для роботов с большой зоной обслуживания (например, в Швеции создан робот с гидроприводом грузоподъемностью 1,5 т; высота подъема груза 6000 мм; рука имеет вылет 5000 мм; скорость движения 1 м/с).

Комбинированный электрогидравлический сервопривод, управляемый от электрических сервомоторов малой мощности, применяют, в частности, для промышленных роботов, мощность которых не может быть достигнута с помощью обычных приводов. Гидроусилители момента и линейные гидроусилители представляют собой приводы для осуществления вращательного и поступательного движения захватных устройств и рук роботов.

Комбинированный гидроэлектропривод, используемый для роботов грузоподъемностью свыше 15 кг, имеет ряд достоинств: повышенные точность позиционирования и скорость движения рабочих органов, возможность увеличения числа программируемых точек при позиционных системах управления. В комбинированных пневмогидравлических приводах предварительное позиционирование подвижных устройств осуществляется пневмоприводом, а окончательное – гидравлическим приводом.

Приводы ПР располагаются на станине либо непосредственно на рабочих органах. Первый способ предпочтительней, так как расположение приводов по второму способу обычно сопровождается увеличением габаритных размеров и массы рычажнозахватного устройства, что сказывается на грузоподъемности и других параметрах робота.

Контрольные вопросы и задания

1. Расскажите об устройстве и назначении робота типа ЛМ40.

2. Расскажите о роботах серии САМО.

3. Расскажите об универсальных роботах серии РПМ-25.

4. Как устроен напольный робот с выдвижной рукой?

5. Расскажите о назначении и принципе работы роботов тельферного и мостового типов.

6. Как устроены и работают интерактивные промышленные роботы?

7. Какие конструкции рецепторов используются у адаптивных роботов?

8. По каким принципам классифицируются захватные устройства?

9. Как устроены и работают механические захватные устройства?

10. Как устроены и работают вакуумные и электромагнитные устройства?

11. Какие типы электроприводов применяются в роботах?

12. Как устроен и работает пневматический электропривод роботов?

13. Как устроен и работает гидравлический привод роботов?

14. Как устроен и работает комбинированный привод роботов?