Лабораторная работа №1 Исследование жесткости промышленного робота Fanuc m-710iC

Цель работы:

изучить порядок проведения исследования жесткостных характеристик промышленного робота Fanuc M-710iC;

овладеть основными принципами экспериментального определения деформации звеньев промышленного робота и вычисления жесткости системы;

научить студента работе на лабораторном оборудовании и методике обработки полученных результатов.

1. Задание на выполнение лр

1. Изучить устройство индикатора часового типа для измерения отклонений и индикаторной стойки.

2. Освоить метод определения деформации звеньев.

3. Приобрести практические навыки определения деформации звеньев и использования их при определении жесткости системы.

4. Обработать и проанализировать полученные результаты.

2. Порядок выполнения лр

1. Изучить настоящие методические указания.

2. Изучить устройство индикатора часового типа и индикаторной стойки.

3. Изучить порядок исследования жесткостных характеристик.

4. Подготовить оборудование и робот к проведению эксперимента.

5. Под наблюдением преподавателя провести исследование.

6. Оформить и представить к защите отчет по лабораторной работе.

3. Требования к технике безопасности

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо убедиться в исправности ограждения и устройств блокировки. Свободный доступ в рабочую зону лабораторного комплекса обучающимся и преподавателям категорически запрещен. Включение и выключение электропитания производить с разрешения преподавателя. При отработке движений обучающимся и преподавателю запрещается находитьсяна расстоянии менее 2,0 м от оси вращения платформы.

4. Методика проведения эксперимента

Деформация звеньев под воздействием статической нагрузки от их веса в работе не учитывается. Общие соотношения определяющие жесткость звеньев промышленного роботамогут быть определены на основе эксперимента.

Рис. 24 Радиус досягаемости максимальной нагрузки для нескольких видов роботов

Промышленный робот Fanuc M-710iC имеет 6 степеней подвижности. В соответствии с паспортными данными максимальная рабочая нагрузка на фланце при максимальном вылете 500Н. Кисследуемому роботу присоединен схват, центры масс грузов, используемых при проведении экспериментов, не совпадают с центром масс схвата, положениязвеньев робота и центров масс изменяются в процессе манипулирования, поэтомув расчетах предлагается использовать приведенную нагрузку к присоединительному фланцу предплечья робота, определяемую по формуле:

, (1)

где m-масса схвата, F_1i- вес груза, l₁– расстояние от оси вращения 1 до присоединительного фланца предплечья робота,l₂– расстояние от оси вращения 1до центра масс груза, а – расстояние от центра масс груза до центра масс схвата.

В процессе эксперимента к схвату робота поочередно прикладываются различные по величине нагрузки F_1i. От их воздействияс помощью индикаторных головокизмеряютвеличины отклонений точки на схвате робота. При этом нагружение происходит в начальной точке, а измерения проводятся в позиции установки индикатора. Положениядля проведения измерений выбраны таким образом, чтобы робот был в трех различных состояниях:

• 1-3 ось обеспечивают максимальный размер по оси z, 4-6 оси - угол 90° по отношению к предплечью - «буква Г» (-90°; -35°; -3°; 0°; 3°; 0°), l₂=1681 мм;

• оси 2-6 обеспечивают минимальное расстояние до оси 1 – робот «сложен» (-67; -41; -25; 0; 24; 0), l₂=1525мм;

• оси 2-6 обеспечивают максимальный вылет руки – рука «вытянута» (0; 13; -27; 3; 30; 0), l₂=2050мм.

Компоненты общей деформации робота измеряют индикаторной головкой фирмы Mitutoyo с ценой деления 0,01 мм (рис.25), установленной на выходном звене робота. Индикатор измеряет перемещение схвата по оси z, т.е. отклонение. Индикатор установлен на магнитной индикаторной стойке (рис.26).

Рис. 25 Индикаторная головка фирмы Mitutoyo

Рис.26Индикаторная головка смагнитной стойкой

Для каждого из нагружений в указанных положениях измерения производятсяне менее пяти раз. Полученные данные подлежат статистическойобработке. По этим данным вычисляется жесткость по формуле:

, где F_прi- приведенная сила, – среднее отклонение (2)

После получения данных о жесткости строится график зависимости жесткости от нагрузки и делается вывод о характере изменения жесткости робота, как сложной электромеханической системы (рис.27).

Рис.27 Зависимость жесткости от полезной нагрузки