- •Содержание
- •Кинематическая цепь…………………………………………………...16 Кинематическая схема механизма…………………………………….17
- •Предмет и задачи курса «Механика автоматических устройств»
- •Основные термины и определения, используемые в робототехнике и манипуляторостроении
- •Классификация промышленных роботов
- •Классификация промышленных роботов
- •Классы точности промышленных роботов
- •Иерархия взаимодействия человека с роботом
- •Некоторые сведения из истории
- •Структура и кинематика механизмов Основные понятия и определения
- •Кинематические пары
- •Кинематическая цепь
- •Условные обозначения кинематических пар
- •Кинематическая схема механизма
- •Кинематическое соединение
- •Кинематические соединения
- •Степени свободы механизма
- •Методы аналитического отображения структуры механизмов
- •Отображение структуры в форме конечных множеств
- •Отображение структуры в форме отношений
- •Отображение структуры в форме матриц
- •Отображение структуры в форме числовой последовательности
- •Структурные характеристики механизмов
- •Порядок структуры
- •Тип кинематической цепи
- •Род кинематической цепи
- •Плоские и пространственные цепи механизмов
- •Число измерений структуры
- •Сложность структуры
- •Структурная значимость кинематической пары
- •Кинематические характеристики манипуляторов
- •Рабочий объем манипулятора
- •Рабочая зона манипулятора
- •Маневренность манипулятора
- •Скорость линейных перемещений звеньев.
- •Скорость угловых перемещений
- •Точность манипуляторов
- •Величина и коэффициент сервиса
- •Определение зоны обслуживания, величины и коэффициента сервиса манипуляторов
- •Общие сведения о системах координат
- •Кинематический анализ манипуляторов
- •Кинематический анализ манипуляторов методом проекций
- •Кинематический анализ манипуляторов методом преобразования координат Некоторые сведения о системах координат
- •Связь между прямоугольными, цилиндрическими и сферическими
- •Некоторые сведения из алгебры матриц
- •Задачи кинематического расчёта
- •Условия выбора систем координат
- •Преобразование прямоугольных координат
- •Элементарные преобразования координат
- •Совмещение двух координатных систем, произвольно расположенных в пространстве
- •Пример кинематического анализа манипулятора «Маскот-1»
- •Кинематический анализ манипулятора промышленного робота
- •Динамика манипуляционных устройств
- •Силовой анализ механизмов Задачи силового анализа механизмов
- •Силы инерции звеньев плоских механизмов
- •Силы инерции звеньев пространственных механизмов
- •Условие статической определимости кинематической цепи
- •Силовой анализ с учетом трения
- •Определение реакций опор с учётом сил трения
- •Уравнения движения механизмов Характеристики сил, действующих на звенья
- •Уравнения движения механизма в форме интеграла энергии
- •Кинетическая энергия механизма
- •Приведение сил и масс в механизмах
- •Дифференциальное уравнение движения механизма
- •Режимы движения механизма
- •Уравнения движения механизма
- •С оставление уравнений движения
- •Определение усилий приводов манипулятора при реализации движения объекта по заданной траектории
- •Определение сил и моментов, обеспечивающих программное движение манипулятора
- •Кинетостатический метод составления уравнений движения
- •Расчет манипуляторов промышленных роботов на жесткость и точность позиционирования
- •Конструктивные и расчетные схемы
- •Уравнения деформации конструкции
- •Влияние зазоров и контактных деформаций в опорах на погрешность позиционирования промышленных роботов
- •Влияния расстояний между опорами на смещение руки робота
- •Литература.
- •Раздел 1. Структурный анализ и синтез автоматических устройств
- •Раздел 2. Кинематика механизмов автоматических устройств
- •Раздел 3. Динамика механизмов автоматических устройств
- •Раздел 4. Точность автоматических устройств
Классификация промышленных роботов
Классификация ПР в соответствии с ГОСТ 25685-83 «Роботы промышленные. Классификация.» приведена в таблице 1.
Большинство современных промышленных роботов имеет один манипулятор. Существуют ПР с двумя манипуляторами (ПР 5, «Ритм – 05.01» и др.). Ряд роботов выпускают в модификациях как с одним, так и с двумя (РКТБ – 2, РКТБ – 3 и др.) манипуляторами.
По степени специализации функций различают:
универсальные роботы, предназначенные для выполнения нескольких операций на различном по технологическому назначению оборудовании;
специальные роботы, предназначенные для выполнения какой-либо технологической операции с определенным типом деталей;
специализированные роботы, которые предназначены для выполнения строго определенной операции одного вида.
К группе обслуживающих роботов относятся роботы, выполняющие загрузочно-разгрузочные, транспортные и складские операции. Операционные роботы (технологические) – сварочные, окрасочные, сборочные и другие.
Таблица 1
Классификация промышленных роботов
Признак классификации промышленных роботов |
Расшифровка характеристик и наименований робота по данному признаку |
Класс сложности выполняемых задач (поколения)
Степень специализации функций
Характер выполняемых операций
Возможность передвижения
Способ установки на рабочем месте
Количество манипуляторов
Число степеней подвижности
Тип рабочей зоны манипулятора
Вид системы координат
Грузоподъемность манипулятора |
Программные (1е поколение) Адаптивные (2е поколение) Интеллектуальные (3е поколение)
Универсальные Специальные Специализированные
Обслуживающие Операционные (технологические)
Стационарные Подвижные
Напольные Подвесные Встроенные
С одним, двумя и более манипуляторами: с раздельными приводами и управлением, с раздельными приводами, с зависимым управлением (по одной, двум и более степеням подвижности), с общими приводами (по одной, двум и более степеням подвижности)
С двумя, тремя, четырьмя и более степенями подвижности манипулятора
С рабочей зоной на плоскости на поверхности в форме параллелепипед
Сферическая Цилиндрическая Прямоугольная Комбинированная
Сверхлегкие – до 1 кг Легкие – 1-10 кг Средние – 10-200 кг Тяжелые – 200-1000 кг Сверхтяжелые – свыше 1000 кг |
Продолжение табл. 1
Признак классификации промышленных роботов |
Расшифровка характеристик и наименований робота по данному признаку |
Виды приводов манипулятора и устройства передвижения
По способу управления
По числу совместно управляемых роботов
Класс точности
Тип используемых сигналов в системе управления
Тип программоносителей памяти
Способ программирования
Тип исполнения |
Пневматический Гидравлический Электромеханический С комбинированным приводом
С программным управлением: цикловым позиционным контурным С адаптивным управлением: позиционным контурным
С индивидуальным управлением С групповым управлением
С точностью позиционирования 0, 1, 2, 3 по классу 0, 1, 2, 3
Аналоговые Цифровые Цифроаналоговые
Электромеханическая Магнитная Электронная Комбинированная
Внешнее программирование Обучение Комбинированное
Нормальное Пылезащитные Теплозащитные Взрывозащитные |
Класс точности определяется по относительной погрешности позиционирования или воспроизведения траектории (таблица 2).
Относительная погрешность позиционирования схвата – это величина, характеризующая точность роботов с позиционным управлением и равная отношению абсолютной ошибки перемещения схвата в заданную программой точку рабочей зоны обслуживания к минимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженная в процентах.
Относительная погрешность воспроизведения траектории – это величина, характеризующая точность роботов с контурным управлением и равная отношению максимальной абсолютной ошибки перемещения схвата по траектории в пределах рабочей зоны обслуживания к максимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженная в процентах.
Таблица 2