5

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии автоматизированного машиностроения

Ю.Л.Апатов

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ МЕХАНИЧЕСКОГО ТИПА

ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Методические указания для выполнения расчетно-графической

работы, курсового и дипломного проектирования

Дисциплина «Автоматизация производственных

процессов в машиностроении (АППМ)»

Специальность 120100 «Технология машиностроения», дневное, заочное

и ускоренное обучение

Киров 2005

Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета

УДК 621. 865.8.06

А 76

Рецензент: кандидат технических наук, доцент, заведующий

кафедрой ИТМ ВятГУ С.П.Грачев

Апатов Ю.Л. Расчет и проектирование захватных устройств механического типа для промышленных роботов: Методические указания для выполнения расчетно-графической работы, курсового и дипломного проектирования. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2005. – 27 с.: ил.

Редактор Е.Г. Козвонина

Подписано в печать Усл. печ. л. 1,7

Бумага офсетная Печать копир Aficio 1022

Заказ № Тираж Бесплатно

Текст напечатан с оригинала – макета, представленного автором

610000, г.Киров, ул. Московская, 36

Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ

© Ю.Л. Апатов, 2005

©Вятский государственный университет, 2005

1 Введение

Захватное устройство (ЗУ) промышленного робота (ПР) – его рабочий орган, предназначенный для удержания и переноса деталей, любого предмета производства и различного инструмента при выполнении той или иной операции производственного процесса. Это один из основных узлов любого промышленного робота, который входит в его технологическое оснащение и определяет эффективность и саму возможность применения этих машин. ЗУ крепится на исполнительном органе (руке) промышленного робота и проектируется в соответствии параметрами детали или объекта манипулирования.

Условия применения и функции, выполняемые ЗУ, выдвигают ряд требований к их конструкции:

• надежное удержание объекта в процессе разгона и торможения подвижных узлов робота;

• обеспечение достаточной силы захвата без нарушения поверхности деталей, прошедших окончательную обработку;

• создание, в случае необходимости, дополнительных движений собираемых деталей (движение доориентации сложнопрофильных изделий).

Такие устройства должны быть в определенной степени универсальными и быстросменными, иметь небольшую массу, так как они ограничена грузоподъемностью ПР, обеспечивать необходимое быстродействие, определяющее производительность выполнения процессов. В конструкции ЗУ желательно предусмотреть регулировку усилия зажима детали и угла раскрытия, что позволит свести к минимуму время на срабатывание захвата.

Отдельные задачи решаются при проектировании адаптивных или «очувствленных» ЗУ. К ним предъявляются требования по определению фактических размеров деталей, переносимых роботом, состояния их поверхностей, массы деталей и т.п. В этом случае можно говорить об автоматизации контрольных операций наряду с транспортировкой объектов роботом.

2 Классификация захватных устройств роботов

2.1 Уровни классификации

Классифицировать устройства целесообразно по нескольким уровням.

Первый уровень – по способам взаимодействия с объектом манипулирования. Существует три таких способа:

• посредством трения;

• силой атмосферного давления при создании разряжения в контактирующем с деталью элементе (вакуумной камере);

• с помощью магнитных сил в электромагнитном поле, наводимом самим устройством.

Второй уровень – по способности зажимных элементов (пальцев), непосредственно контактирующих с деталью, адаптироваться к форме последней. Здесь различают:

• жесткие зажимные элементы, которыми оснащается большинство подобных устройств;

• эластичнее, которые могут принимать практически любую форму в соответствии с конфигурацией захватываемой детали.

К последним не следует относить жесткие ЗУ с упругими накладками для увеличения коэффициента трения, элементы вакуумных устройств и т.п.

Третий уровень – по наличию или отсутствию движения пальцев в процессе захвата детали. Виды движения: плоскопараллельное, поступательное в плоскости и прямолинейное.

Четвертый уровень – классификация ЗУ по наличию или отсутствию передаточного механизма в их конструкции.

Пятый уровень – по типу передаточного механизма: рычажный (рычажно-шарнирный, рычажно-зубчатый, рычажно-ползунный, рычажно-реечный); механизм с гибкими элементами (с тросовой, цепной, ременной и т. п.).

Общие признаки классификации представлены на рис. 1.

Захватные устройства

Механические

Магнитные

Вакуумные

Эластичные

Струйные

Неуправляемые

Командные

Жесткопрограммируемые

Адаптивные

Однопозиционные

Многопозиционные

Несменяемые

Сменные

Быстросменные

Автоматической смены

Рисунок 1 – Схема к классификации захватных устройств промышленных роботов