4.3 Выбор промышленного робота

В целях увеличения производительности производства данного типа деталей, без ухудшения качества, целесообразно использовать элементы автоматизированного производства, в частности использование промышленных роботов.

Роботы ?KUKA? широко используются на заводах для выполнения операций по сварке, погрузке, паллетизации, упаковке, обработке и прочих автоматизированных операций, а также в больницах в области хирургии головного мозга и рентгенографии.

Имея радиус действия до 850 мм, этот малогабаритный шестиосевой робот включает в себя высокую скорость и точность движений с дальним обзором. Он также использует все преимущества самой надежной и ходовой в мире управляющей платформы фирмы KUKA, основанной на использовании ПК.

Рис. Технические характеристики выбранного промышленного робота:

4.4 Выбор загрузочного и накопительного устройства

Внешний вид загрузочного устройства, размеры

Возможности ориентации заготовки

Внешний вид накопительного устройства, , размеры

Возможности ориентации детали Рис.

4. 5. Проектирование компоновки ртк

Краткое описание технологического процесса. Выбор и описание функциональной схемы автоматизации. Выбор и описание используемых средств автоматизации. Обоснование расположения оборудования. Например:

Для проектируемого РТК выбираем круговую компоновку, отличающуюся тем, что оборудование располагается вокруг промышленного робота. При этом робот обсуживает все позиции РТК. Круговую компоновку характеризует минимальное время обслуживания, неудобство обслуживания для оператора, минимальное количество оборудования, которое можно расположить около робота, так как зона определяется параметрами промышленного робота. РТК включает в себя: металлорежущий станок (1), промышленный робот (2), магазин инструментов, зну для заготовок бункерного типа (3) и зну для готовых деталей модульного типа (4), представленного в виде ярусов из паллет.

Рис. . Компоновка РТК

Описание работы РТК ……

5. Разработка процесса функционирования ртк

Для разработки процесса функционирования РТК покажем траекторию движения промышленного робота и выделим на ней опорные точки (Рис. ).

Рис. 8. Траектория движения ПР

Постановка задачи имитационного моделирования

При имитационном моделировании процесс функционирования системы воспроизводится по времени, причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени, что позволяет по исходным данным получить сведения о состояниях процесса в определенные моменты времени, дающие возможность оценить характеристики системы. Исходные данные для моделирования можно получить методом непосредственного моделирования и методом моделирования дингамики с помощью агалитических моделей.

Разработка математических моделей робота

Формирование эффективных уравнений динамики манипуляционных роботов, которые могут быть рассчитаны на ЭВМ за минимальное время, является одной из важнейших задач в робототехнике. Ее решение необходимо для моделирования динамики манипуляторов в масштабе реального времени, для разработки эффективных алгоритмов управления роботами с учетом динамики, для повышения эффективности моделирования и исследования роботов-манипуляторов. При выводе уравнений динамики манипуляторов используются различные законы и формулировки общих уравнений динамики систем. Среди них можно выделить методы, основанные на уравнениях Лагранжа, Ньютона-Эйлера, Д'Аламбера, Гаусса, Аппеля, Кейна.

Использование принципа Д'Аламбера для уравнений Лагранжа позволяет получить достаточно эффективные динамические соотношения, в которых в явном виде отражены эффекты влияния вращательного и поступательного движения звеньев на динамику манипулятора. Среди самых современных методов моделирования динамики манипуляторов отметим подходы, основанные на использовании нейронных сетей, пространственных операторов, групп Ли, методов нечеткой логики.

Во многих случаях наиболее подходящим способом описания динамики являются уравнения Лагранжа. Указанные уравнения получают на основе общих законов движения механической системы, Впервые получены Ж. Лагранжем в 1760 году.

Движение механической системы можно изучать, используя или непосредственно уравнения, которые даёт 2-й закон динамики, или получаемые как следствия из законов динамики общие теоремы. Первый путь приводит к необходимости решать большое число уравнений, зависящее от числа точек и тел, входящих в систему; кроме того, эти уравнения содержат дополнительные неизвестные в виде реакций наложенных связей. Всё это приводит к большим математическим трудностям. Второй путь требует применения каждый раз разных теорем и для сложных систем приводит в итоге к тем же трудностям.

Большое преимущество Лагранжа уравнения состоит в том, что число их равно числу степеней свободы системы и не зависит от количества входящих в систему точек и тел. Например, машины и механизмы состоят из многих тел (деталей), а имеют обычно 1—2 степени свободы; следовательно, изучение их движения потребует составления лишь 1—2 Лагранжа уравнения. Кроме того, при идеальных связях из Лагранжа уравнения автоматически исключаются все неизвестные реакции связей.. Для голономных систем Лагранжа уравнения в общем случае имеют вид:

(i = 1,2, ..., n),

где q_i — обобщённые координаты, число которых равно числу n степеней свободы системы, — обобщённые скорости, Q_i — обобщённые силы, Т — кинетическая энергия системы, выраженная через qi и .

Для составления уравнений надо найти выражение Т и вычислить по заданным силам Q_i. После подстановки Т в левые части уравнения будут содержать координаты qi и их первые и вторые производные по времени, т. е. будут дифференциальными уравнениями 2-го порядка относительно q_i. Интегрируя эти уравнения и определяя постоянные интегрирования по начальным условиям, находят зависимости q_i(t), т. е. закон движения системы в обобщённых координатах.