В14. Оценка качества спроектированных км

Проверка качества спроектированного КМ: l_пр, V_пр и а_пр. Проверка м.б. оценкой по отдельным характеристикам (КПД, масса, габаритные и точностные характеристики, стоимость и т.д.). А может и по комплексным критериям качества КМ инвариантным (независимым) к типу, составу и компоновочным решениям:

- приведенная длина

- приведенная скорость

- приведенное ускорение

где - массы КМ и масса (или момент инерции) нагрузки, g – ускорение свободного падения, Т_дв – требуемый номинальный вращающий момент развиваемые КМ, Т_дп – пусковой вращающий момент развиваемые КМ, Р_дв – мощность силового элемента КМ, U_общ – общее передаточное отношение КМ, q_max – max перемещение выходного звена.

В15. Промышленные роботы. Обоснование применения, основные определения.

Появление ПР было обусловлено производственной и социальной необходимостью. Их появление оказало существенное влияние на развитие автоматизации ТП и на экономию материальных ресурсов.

Робот – это автоматическая машина, представляющая собой совокупность программируемого устройства управления и манипуляторов для выполнения в производственном процессе функций заменяющих функции человека по перемещению предметов производства или технологической оснастки.

Манипулятор робота – представляет собой многозначный механизм с числом степеней подвижности от 3 до 9 с поступательными и вращательными движениями и заканчивающиеся рабочим органом в виде захвата или спец. инструмента.

Попов Е.А. дал определение: роботы представляют собой такой класс тех. систем который в своих действиях воспроизводят двигательные и интеллектуальные функции живой природы.

Впервые роботы появились в середине века. Первые ПР появились в США в 1962г., а внедрение их в производство началось в 1967г. В России интенсивный рост применения ПР начинается с 80-хх гг. 20в.

В16. Классификация ПР. Формула Сомова – Малышева

Классификация ПР по уровню управления:

1 уровень - ПР с программным управлением предназначены для выполнения определенных запрограммированных операций диктуемых ТП, а значит при строго определенных и неизменных условиях функционирования. Простота изменения программ и несложность переналадки манипуляторов обеспечивает универсальность и гибкость. Применение ПР – манипуляторов насчитывается около 400 типов (в мех. обработке, сборке, металлургии, кузнечно-прессовом производстве и т.д.).

2 уровень – адаптивные роботы, имеющие очувствленный привод с датчиками различного типа. Одна из существующих проблем в применении ПР - это создание загрузочных устройств. Адаптивные роботы могут перемещать различные детали и поворачивать их в пространстве.

Роботы 1ого поколения отличаются от 1ого тем, что: 1) располагают большим ассортиментом датчиков, как внешних (телевизионные, осязательные, тактильные), так и внутренних (положения, усилий, моментов, скоростей, ускорений и т.д.); 2) включают в себя более сложную систему управления на базе ЭВМ или ПК.

3 уровень – интеллектуальные роботы. Такой робот способен понимать язык и вести диалог с человеком. Формировать в себе модель внешней среды. Распознавать и анализировать сложные ситуации. Формировать понятие, планировать поведение, строить программные движения исполнительных механизмов и осуществлять их надежную отработку. У них нет заранее созданной программы. Она создается самим роботом.

Степень свободы манипулятора (пространственного механизма) опред. по формуле Сомова – Малышева:

где n – количество звеньев, р – классы кинематических пар.

В17. Геометрические свойства манипуляторов. Рабочий объем манипулятора. Зона обслуживания. Коэффициент сервиса.

Геометрические свойства манипуляторов:

- маневренность (подвижность) численно равна числу степеней свободы манипулятора при неподвижном положении захватного устройства;

- пространство конфигурации – вся совокупность положений ПР;

- рабочий объем манипулятора V – это объем ограниченный поверхностью огибающий все возможные положения захватные устройства (могут быть сфера, цилиндр и т.п.);

- зона сервиса V_s – часть рабочего объема, в которой можно выполнить заданные операции характеризуемые расположением захвата по отношению к объему манипулятора;

- угол сервиса γ_s – это телесный (пространственный) угол который может описать ось захвата с заданной точки рабочего объема: , где S – площадь на поверхности рабочего объема внутри которой можно провести захват с заданной точки; α_з – угол захвата устройства (ось захвата).

- коэффициент сервиса характеризует подход захвата к заданной точки с разных направлений (ось захвата при это имеет только одно положение): (обычно ξ=0-1).

- полный коэффициент сервиса – это среднее значение коэффициента сервиса в рабочем объеме. Он обеспечивает качественную оценку геом. свойств манипулятора в целом.

- Зона обслуживания ПР - это пространство, в котором рабочий орган выполняет свои функции в соответствии с назначением робота и установленными значениями его характеристик.

В18. Виды систем координат для манипуляторных механизмов

название	схема	Конструкция ПР работающая в такой системе
прямоугольная (ортогональная)		ППП – 3 перемещения
Цилиндрическая		ВПП – вращение и 2 перемещения
сферическая		ВВП – 2 вращения и перемещение
угловая		ВВВ – 3 вращения

В19. Точность и быстродействие исполнительных устройств роботов. Погрешность позиционирования рабочего органа ПР.

Точность ПР – это способность выполнять позиционирование изображающей точки схвата (или раб. инструмента закрепленного в схвате) в заданную точку раб. пространства. Точность тесно связанна с пространственным разрешением, которое зависит от возможностей разбивать движения звеньев на малые приращения. Поэтому точность ПР составляет половину расстояния между двумя свободными точками определяемыми пространственным разрешением.

Быстродействие ПР определяется скоростью его перемещения по отдельным степеням свободы.

При выборе роботов и манипуляторов для выполнения конкретных технологических операций важное значение имеют параметры, определяющие точность позиционирования рабочего органа и отработки траектории его движения.

Погрешность отработки траектории исполнит. органа ПР – это отклонение траектории раб. органа от заданной УП. Погрешность отработки траектории является характеристикой точности сварочных, окрасочных и других ПР, оснащенных контурными системами ПУ.

Погрешность позиционирования раб. органа ПР – это отклонение положения раб. органа ПР от заданного УП. Погрешность положения произвольной т.Д раб. органа с абсолютными координатами х,y,z определяются: , где /

Максимальная абсолютная погрешность позиционирования определяется как результат геометрического суммирования приведенных к объекту манипулирования максимальных ошибок позиционирования отдельных степеней подвижности.

Погрешность позиционирования и отработки траектории рабочего органа оценивают в абсолютных (линейных или угловых) или относительных единицах. Относительная погрешность (%) позиционирования рабочего органа определяется как отношение абсолютной ошибки перемещения рабочего органа в заданную управляющей программой точку зоны обслуживания к минимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны. Относительная погрешность отработки траектории равна, выраженному в процентах, отношению максимальной абсолютной ошибки перемещения рабочего органа по траектории в пределах зоны обслуживания к максимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны. Номинальные абсолютные погрешности позиционирования промышленных роботов должны соответствовать ряду, установленному ГОСТ 26050—89, или отраслевым нормативным документам.