31 Приводы промышленных роботов и расчет усилий приводов. Линейные шаговые двигатели их преимущества.

• ПРИВОД – это система, предназначенная для приведения в движение исполнительных механизмов робота или автоматизированного технологического оборудования.

• Основные характеристики:

• - усилие (мощность, крутящий момент);

• - скорость;

• - быстродействие;

• - экономичность;

• - габариты, масса.

• По виду используемой энергии приводы подразделяются на пневматические, электрические, электромеханические, механические, гидравлические, комбинированные.

Пневмопривод ПР

В пневматических используется энергия сжатого воздуха (0,3-0,5МПа), получаемого из цеховой пневмосети через устройство подготовки воздуха, которое содержит редуктор давления, манометр, маслораспылитель, пылеулавливатель, осушитель

Схема пневмопривода ПР

Привод содержит пневмоцилиндр 1, в котором движется поршень диаметром D, воздухораспределитель 2 золотникового типа, электромагнитный клапан 3, ресивер 4, компрессор 5, мотор 6 .

Расчет пневмопривода

• Усилие на штоке:

• Для 2-х стороннего действия:

• где D_Ц, D_Ш -- диаметры цилиндра и штока соответственно.

• В ремя срабатывания:

• где L – длина поршня,

• d_ТР – диаметр трубопровода, V – скорость воздуха (10-15 мм/с).

• Преимущества: простота, удобство в работе, экономичность.

• Недостатки: низкий КПД (0,1-0,3), шум, небольшие усилия.

Электромеханический привод

• Электромеханический привод имеет в составе асинхронный двигатель (АД), магнитный пускатель (МП), автоматическую коробку скоростей (АКС), механический преобразователь вращательного движения в линейное типа «гайка-винт» и коммутатор для внешней системы управления (КОМ).

• Привод имеет высокий КПД (0,8-0,9), жесткую механическую характеристику, большие усилия.

Недостаток: износ, трение, шум, наличие преобразователей

Линейные шаговые двигатели их преимущества.

ЛШД представляют собой ШД с развернутыми подвижной и неподвижной частями. Один из вариантов ЛШД (рисунок 4.25) содержит якорь, состоящий из двух жестко закрепленных электромагнитных модулей А и В, и безобмоточный зубчатый пассивный статор, выполненный из магнитомягкого материала.

Преимущество

Создание усилия без потери скорости или точности

Отсутсвие дополнительных нелинейностей и упругостей, ухудшающих качество воспроизведения движения и полосу пропускания ЭП

32 Захватные устройства роботов-манипуляторов. Оценка их эффективности.

Захватные устройства роботов-манипуляторов

Механический захват: 1 – груз; 2 – планка; 3 – пружина; 4 – рычаг

Просты по конструкции и надежны в работе, однако характеризуются низкой универсальностью, сложностью переналадки и возможностью повреждения поверхности изделия

Захватные устройства ПР

Вакуумный захват состоит из трубки 1, которая в нижней части переходит в раструб в виде колокола, и шарикового клапана 2. При нажатии на плоскость изделия раструб распрямляется в кольцо, при этом воздух, находящийся в полости колокола вытесняется через клапан, и изделие присасывается к захвату. Усилие определяется по формуле, где k — коэффициент негерметичности (0,8—0,85); S_п—площадь поверхности, ограниченной кольцом; Р_и — избыточное давление, равное разности между атмосферным и давлением в вакуумной полости приспособления (0,1·10⁵ Па).

Преимущества- удобство поштучного отделения груза, отсутствие сосредоточенных сил зажима, недостатки: малая грузоподъемность, необходимость сплошной гладкой поверхности деталей.

Пневматический захват

Пневматические захваты основаны на использовании камерных элементов, просты по конструктивному исполнению и надежны в работе. При захватывании объектов сжатый воздух по шлангам 1 подается в баллоны-губки 3, которые захватывают объект. Изменением давления сжатого воздуха достигается регулировка усилия, удерживающего объект. Пневматический захват может удерживать объекты, имеющие различные размеры и массу.

Магнитные захватные устройства ПР

Д ля транспортирования деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов, применяют магнитные захваты. К их достоинствам относятся простота конструкции, возможность захвата деталей сложной конфигурации, отсутствие повреждений поверхности деталей, к недостаткам — намагничивание деталей, ограниченная номенклатура материалов деталей. Усилие захвата определяется магнитными свойствами материала объекта, магнитной индукцией В и площадью S контакта:

Электромагнитный захват

В электромагнитном захвате используется усилие, создаваемое электромагнитом.

1 – электромагнит, 2 - корпус , 3 - резиновая прокладка, 4 - шток, 5 - шарнир, 6 – головка, 7 – пружина, 8 – захват.

Преимущества—быстрота срабатывания, возможность включения в любой точке траектории движения по поступившей команде.