Вятский государственный университет

Кафедра Технологии машиностроения

Ю.Л.Апатов расчет и проектирование захватных устройств механического типа для промышленных роботов

Методические указания для лабораторных работ

Дисциплина «Технология обработки на автоматизированных

станочных системах (ТО АСС)»

Киров 2014

Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета

УДК 621. 865.8.06

Рецензент: кандидат технических наук, заведующий

кафедрой ИТМ ВятГУ С.П.Грачев

Апатов Ю.Л. Расчет и проектирование захватных устройств механического типа для промышленных роботов: Методические указания для лабораторных работ. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2014. – 27 с.: ил.

Тех. редактор А.В. Куликова

Подписано в печать Усл. печ. л.

Бумага офсетная Печать копир Aficio 1022

Заказ № Тираж Бесплатно

Текст напечатан с оригинал – макета, представленного автором

610000, г. Киров, ул. Московская, 36

Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ

©Вятский государственный университет, 2014

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, т.к. она 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 попутно с транспортировкой объектов роботом.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ РОБОТОВ

Классифицировать эти 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 оснащяется 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, например, 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 рисунке 1.

Захватные устройства