3. Задание и порядок выполнения работы
3.1. Ознакомиться и изучить назначение, технические характеристики, состав, устройство и принцип действия манипулятора ПР РМ-01, используя описание и реальную конструкцию. При изучении конструкции необходимо снять кожух и боковые крышки на звеньях манипулятора. Определить места установки основных устройств, датчиков.
3.2. Составить компоновочно-кинематические схемы каждой из степеней подвижности и всего манипулятора промышленного робота РМ-01.
3.3. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет.
4. Оформление отчета
Отчет о работе должен содержать:
1. Назначение, состав, принцип действия и основные технические характеристики промышленного робота РМ-01.
2. Конструктивно-компоновочные схемы степеней подвижности манипулятора: поворота колонны, вращения верхней руки, предплечья и кисти.
3. Кинематическую схему всего манипулятора.
4. Анализ конструкторского исполнения манипулятора, достоинства, недостатки конструкции.
5. Ответы на вопросы.
5. Контрольные вопросы.
1. Объяснить принцип действия и конструктивные особенности степеней подвижности манипулятора.
2. По каким основным характеристикам оценивается функционирование ПР РМ-01?
3. В какой системе координат работает ПР РМ-01 ? Какие виды движения совершает манипулятор ?
4. Какие передаточные механизмы используются в степенях подвижности ПР РМ-01? Почему? В чем их достоинства и недостатки?
5. По какой конструктивно-компоновочной схеме выполнен манипулятор, в чем ее достоинства и недостатки?
6. Библиографический список
1. Промышленный робот РМ-01 /Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Минск: НПО ''Гранат'', 1987.- 27с.
Лабораторная работа № 5
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ПР-18-2
1. Цель работы
Целью работы является знакомство с назначением, принципом действия, компоновкой основных агрегатов и конструктивными особенностями промышленного робота ПР-18-2.
2. Теоретические сведения
2.1. Назначение, принцип действия и техническая характеристика промышленного робота ПР-18-2
Промышленный робот ПР-18-2 (рис. 1) представляет собой автоматический манипулятор с программным управлением и предназначен для выполнения загрузочно-разгрузочных транспортных и основных технологических операций. Рука робота с помощью пневматических приводов перемещается в цилиндрической системе координат и имеет четыре степени подвижности, т.е. может выполнять четыре независимых движения. Пятым независимым движением является движение схвата.
Рис.1. Промышленный робот ПР-18-2:
1 – схват; 2 – кисть; 3 – рука; 4 – пульт управления; 5 – командоаппарат
Рука 1 с кистью 2 и схватом 3 может двигаться в горизонтальном направлении (перемещение), подниматься или опускаться (вертикальное перемещение), вращаться вокруг вертикальной оси (поворот). Движения руки служат для перемещения детали. Для ориентации детали в пространстве используются два варианта кисти робота: кантователь и сгиб. При установке на руку кантователя осуществляется поворот кисти вдоль продольной оси руки (ротация кисти). Применение сгиба позволяет выполнять поворот кисти вокруг вертикальной или горизонтальной оси, перпендикулярной продольной оси руки (сгиб кисти).
Использование цилиндрической системы координат позволяет обслуживать большое количество технологических процессов. Наличие двух прямолинейных движений облегчает планировку рабочих мест, оборудования с роботом, расчёт времени рабочего цикла.
Все сборочные единицы робота – манипулятор-с пневматическими исполнительными приводами, командоаппаратом и пульт управления конструктивно объединены в одном блоке, закрепляемом на специальном столе или непосредственно на обслуживаемом оборудовании.
Техническая характеристика робота ПР-18-2
Перемещение руки: |
|
по горизонтали |
25-100 мм |
по вертикали |
20-100 мм |
поворот |
0-240о |
Перемещение кисти: |
|
ротация |
0-180о |
сгиб |
±90 |
Грузоподъемность не более |
1 кг |
Точность позиционирования |
±1 мм |
Система управления – кулачковый командоаппарат |
|
Рабочее давление сжатого воздуха |
0.4+0.05 МПа |
Электропитание: |
|
сеть переменного тока |
|
напряжение |
(127 ± 10%) В |
частота |
(50 ± 2)Гц |
мощность |
20 ВА |
сеть постоянного тока |
|
напряжение |
(24 ± 10%) В |
мощность |
10 Вт |
Габаритные размеры, не более |
|
длина |
642 мм |
ширина |
400 мм |
2.2. Механизм вертикальных перемещений
Механизм вертикальных перемещений (рис. 2) крепится при помощи фланца 6 и корпуса 8 к основанию 7. С корпусом 8 жестко связан шток 4 пневмоцилиндра с поршнем 5, а гильза пневмоцилиндра 2 является подвижной. С гильзой связан кронштейн 18, который совместно со штангой 10 предотвращает подвижные элементы пневмоцилиндра от проворачивания. С гильзой связаны также 2 упора 12, определяющие крайние точки перемещения пневмоцилиндра. Упоры опираются на гайки 9, находящиеся на винтах 11. После соприкосновения укоров 12 с гайками 9 винты перемещаются вместе с гильзой пневмоцилиндра до соприкосновения шайб 13, находящихся на винтах 11, с крышками демпферов 1. При поступательном движении винтов 11 вместе с ними движутся штоки демпферов 1 и в соответствующих полостях демпферов 1 создается повышенное давление, замедляющее движение пневмоцилиндра. При этом величине демпфирования регулируется дроссельным блоком 15 при помощи винтов 16. Каждый дроссель блока соединен с верхними и нижними полостями демпферов 1 при помощи трубок 14. В нерабочие полости демпферов воздух из атмосферы поступает через обратные клапаны 17, благодаря чему величина демпфирования при движении вверх к вниз настраивается независимо друг от друга.
2.3. Поворотный механизм
Поворотный механизм (рис.3) выполнен на основе моментного пневмоцилиндра. Флажок пневмоцилиндра 3 жестко закреплен в корпусе 7. На корпусе 7 установлены демпферы 1, взаимодействующие с пальцем 5 пневмоцилиндра. Демпферы одновременно выполняют роль неподвижных упоров.
При подаче сжатого воздуха через штуцеры 2 пневмоцилиндр, закрепленный на подшипниках на неподвижном флажке 3, вращается в ту или другую сторону. Уплотнение подвижного соединения осуществляется за счет специальной армировки резиной упора 6 и фланца 3, а также двумя фторопластовыми кольцами 4 на валу флажка.
2.4. Механизм горизонтальных перемещений
В механизме горизонтальных перемещений (рис. 4) пневмоцилиндр 6 находится внутри направляющей 3, выполненной в виде трубы. К разъемному корпусу 7 пневмоцилиндр 6 крепится через паз в направляющей 3. Передний 2 и задний 9 фланцы механизма служат одновременно разъемами, через которые, а также через штуцеры 10 и трубопроводы 11 сжатый воздух подводится к механизмам вращения схватов и к самим схватам.
На направляющей 3 крепятся два подвижных упора 8, определяющие рабочие перемещения механизма. С упорами связана штанга 4, фиксирующая направляющую от проворачивания. Подвижные упоры взаимодействуют в конце перемещения со штоком демпфера 5.
Рис. 2. Механизм вертикальных перемещений
1 – демпфер; 2 – гильза; 3, 6 – фланец; 4 – шток; 5 – поршень; 7 – основание; 8 – корпус; 9 – гайка; 10 – штанга; 11, 16 – винт; 12 – упор; 13 – шайба; 14 – трубка; 15 – дроссельный блок; 17 – обратный клапан; 18 – кронштейн.
Рис. 3. Поворотный механизм
1 – демпфер; 2 – штуцер; 3 – флажок; 4 – фторопластовое кольцо;
5 – палец; 6 – упор; 7 – корпус.
Рис. 4. Механизм горизонтальных перемещений
1 – винт; 2, 9 – фланцы; 3 – направляющая; 4 – штанга; 5 – шток; 6 – пневмоцилиндр; 7 – корпус; 8 – упор; 10 – штуцер; 11 – трубопровод.
Перемещение штока 5 вызывает повышение давления в одной полости демпфера и понижение в другой, за счет чего создается тормозящее усилие. Величина этого усилия регулируется винтом 1.
2.5. Механизм сгиба
Механизм сгиба представлен на рис. 5. Механизм совершает поворот на 90о. Питание механизма осуществляется через каналы, проходящие по фланцу 1, корпусу 5 и упору 7.
Вал 3 жестко связан с фланцем 4, при подаче сжатого воздуха через каналы в полость корпуса 5 флажок вала 3 совершает поворот. Вместе с валом совершает поворот фланец 4. Уплотнение подвижного соединения осуществляется за счет резиновой прокладки 2 между валом 3 и упором 7. Питание для схватов проходит через фланец 1, трубопровод 9, вал 3 и выходит в присоединительный фланец 4.
2.6. Кантователь
Пневматический кантователь показан на рис. 6. Механизм может совершать поворот на угол до 180о. Во фланце 4 имеется паз 7, который заполнен шариками 9, количество этих шариков определяется в зависимости от требуемого угла ротации. В корпусе 5 и крышке 3 жестко закреплен штифт 6. Другой конец штифта 6 находится в пазу 7 фланца 4. Флажок 11 вала 1 поворачивается в полости корпуса 5, вместе с валом 1 поворачивается фланец 4. При повороте фланца 4 штифт 6 движется по пазу 7 до упора в шарики 9. Шариками 9 можно регулировать угол поворота дискретно, плавная регулировка осуществляется винтами 8. Уплотнение подвижного соединения осуществляется за счет резиновой прокладки 10 флажка вала, двумя фторопластовыми кольцами 2 на валу 1 и резиновой прокладкой 12 между валом 1 и упором 13.
2.7. Схема электрическая принципиальная
Принципиальная электрическая схема робота ПР-18-2 приведена на рис. 7. Электропитание робота включается тумблером S1. С внешним оборудованием робот соединяется через разъем X1.
2.8. Пневматическая схема
Упрощенная пневматическая схема робота представлена на рис. 8. Отфильтрованный жатый воздух, насыщенный маслом, от системы воздухоподвода поступает на золотниковые распределители РЗ1-РЗ5. Распределитель РЗ1 имеет электромагнитное управление, остальные – кулачковое. Выходы распределителей через дроссели с обратными клапанами соединены с полостями соответствующих цилиндров. Сброс воздуха из нерабочих полостей пневмоцилиндров осуществляется через глушители Г1-Г5. Сброс воздуха из полостей демпферов механизмов горизонтальных перемещений МГП и вертикальных перемещений МВП осуществляется через дроссели, встроенные в соответствующие механизмы.
Рис. 5. Механизм сгиба
1 – фланец; 2, 6 – прокладка; 3 – вал; 4 – присоединительный фланец; 5 – корпус; 7 – упор; 8 – кольцо; 9 – трубопровод.
Рис. 6. Пневматический кантователь
1 – вал; 2 – кольцо; 3 – крышка;; 4 – фланец; 5 – корпус; 6 – штифт; 7 – паз; 8 – винт; 8 – шарик; 10, 12 – прокладка; 11 – флажок; 13 – упор.
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучить принцип действия и основные технические характеристики промышленного робота ПР-18-2.
2. Ознакомиться с конструкцией основных узлов робота.
3. Провести визуальный осмотр конструкции робота.
4. Определить размеры зоны обслуживания робота.
5. Зарисовать общую компоновку робота.
6. Составить конструктивно-компоновочные схемы механизма вертикальных перемещений, механизма горизонтальных перемещений, механизма поворота, кантователеля и модуля сгиба (назначается преподавателем).
6. Оформить отчет о лабораторной работе.
4. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА О РАБОТЕ
Отчёт должен содержать следующие данные: