4 Анализ и оценка производительности ртк

Существует два основных показателя производительности роботизированных систем: цикловая и фактическая производительности.

Цикловая производительность РТК:

, где

Q_ц – цикловая производительность, шт./мин;

T_ц – время выполнения цикла обработки, c.(T_ц=475,56 с)

шт/мин

Необходимо также учесть, что функционирование РТК невозможно без внутрицикловых потерь, обусловленных наличием неполных циклов в начале и конце обработки. Эти потери учитываются при определении фактической производительности.

Фактическая производительность РТК:

, где

n – количество деталей, шт.;

Q_ф – фактическая производительность, шт/мин;

T – время выполнения обработки всех деталей, с (T=5456,92 с)

шт/мин

Определяем коэффициент использования РТК:

.

5 Расчет коэффициента загрузки оборудования

Цикловые коэффициенты загрузки оборудования:

, где

Т_о – время работы оборудования, с;

Т_ц – время цикла работы, с;(T_ц=475,56 с).

Время работы станочного оборудования за цикл равно времени обработки одной детали, а время работы ПР определяем из циклограммы и алгоритма функционирования РТК.

Станок Б:

Станок В:

Станок Г:

В среднем по всем станкам:

ПР: .

Фактические коэффициенты загрузки оборудования на обработку партии деталей:

, где

Т_о – время работы оборудования, с;

Т– общее время работы, с; (T=5456,92 c).

n – количество деталей в партии, шт; (n=10 шт.)

Время работы ПР определяем из циклограммы и алгоритма РТК:

Станок Б:

Станок В:

Станок Г:

В среднем:

ПР:

6 Расчет захватного устройства робота

Захватные устройства промышленных роботов и манипуляторов служат для захватывания и удержания в определенном положении объек­тов манипулирования. Эти объекты могут иметь различные размеры, форму, массу и обладать разнообразными физическими свойствами, поэтому захватные устройства относятся к числу сменных элементов промышленных роботов. Как правило, промышленные роботы и манипулятор комплектуют набором типовых (для данной модели) захватных устройств, которые можно менять в зависимости от конкретного рабочего задания. Иногда в типовой захват устанавливают сменные рабочие элементы (губки, присоски). При необходимости промышленные роботы оснащают специальными захватными устройствами, предназначенными для выполне­ния определенных операций. К захватным устройствам предъявляются требования общего характера и специальные, связанные с конкретны­ми условиями работы. К числу обязательных требований относятся: надежность захватывания и удержания объекта, стабильность базиро­вания, недопустимость повреждения или разрушения объекта. Прочность захватных устройств должна быть высокой при малых габаритных размерах и массе. При обслуживании одним промышленным роботом несколь­ких единиц оборудования применение широко диапазонных захватных устройств или их автоматическая смена может оказаться единственно возможным решением, если одновременно обрабатываются детали различных конфигурации и массы. Поэтому к захватным устройствам для промышлен­ных роботов, работающих в условиях серийного производства, предъяв­ляются дополнительные требования: широкодиапазонность, обеспечение захватывания близко расположенных деталей, легкость и быстрота за­мены. В ряде случаев необходимо автоматическое изменение усилия удержания объекта в зависимости от массы детали.

В последнее время ведутся разработки конструкций захватных устройств, способных захватывать и базировать неориентированно расположенные объекты.

Разнообразие захватных устройств, пригодных для решения сходных задач, и большое число признаков, характеризующих их различные конструктивно-технологические особенности, не позволяют построить классификацию по чисто иерархическому принципу. Ниже приведены примеры захватных устройств, распределенные в соответствии с от­дельными классификационными признаками.

Захватные устройства различают по принципу действия.

1. Схватывающие захватные устройства удерживают объект благодаря кинематическому воздействию рабочих элементов (губок, пальцев, клещей) с помощью сил трения или комбинации сил трения и запирающих усилий. Все схватывающие захватные устройства активного типа подразделяются на две группы: механические (клещи, тиски, шарнирные пальцы) и с эластичными рабочими камерами, деформирующи­мися под действием нагнетаемого внутрь воздуха или жидкости.

2. В поддерживающих захватных устройствах для удержания объекта используют нижнюю поверхность, выступающие части объекта или имеющиеся в его корпусе отверстия. К этим захватным устройствам относятся крюки, петли, вилки, лопатки и захваты питателей, не зажимающие заготовок.

3. Удерживающие захватные устройства обеспечивают силовое воздействие на объект благодаря использованию различных физических эффектов. Наиболее распространены вакуумные и магнитные устройства. Встречаются захватные устройства, использующие эффект электростатического притяжения, адгезии, устройства с липкими накладками.

Захватные устройства различают по характеру базирования.

1. Способные к перебазированию объекта захватные устройства изменяют положение удерживаемой детали благодаря управляемым действи­ям рабочих элементов. Этим свойством обладают антропоморфные зах­ватные устройства с управляемыми шарнирными пальцами.

2. Центрирующие захватные устройства определяют положение оси или плоскости симметрии захватываемого объекта. К ним, прежде всего, относятся механические захватные устройства, оснащенные кинемати­чески связанными рабочими элементами, имеющие губки в виде призм и др. Иногда это могут быть устройства с эластичными камерами.

3. Базирующие захватные устройства определяют положение базовой поверхности (или поверхностей). Такой принцип базирования характе­рен для поддерживающих, однако он часто применяется и в схватыва­ющих захватных устройствах.

4. Фиксирующие захватные устройства сохраняют положение объекта, которое тот имел в момент захватывания.

В зависимости от назначения захватные устройства (например, для сборочных промышленных роботов) могут оснащаться дополнитель­ными приспособлениями для выполнения ориентирующих перемещений, а также приспособлениями для выполнения некоторых технологичес­ких операций (например, гайковертом, запрессовщиком или ножни­цами для отрезки литниковой системы).

По виду управления захватные устройства подразделяются на четыре группы:

1. Неуправляемые захватные устройства - устройства с постоянными магнитами или вакуумными присосками без принудительного разряже­ния, для снятия объекта с таких устройств требуется усилие больше, чем усилие его удержания.

2. Командные захватные устройства управляются только командами на захватывание или отпускание объекта. К этой группе относятся захваты с пружинным приводом, оснащаемые стопорными устройства­ми и срабатывающие через такт. Разжимаются и зажимаются губки пру­жинных захватных устройств благодаря взаимодействию их с объектом манипулирования или элементами внешнего оборудования.

3. Жесткопрограммируемые захватные устройства управляются системами программного управления промышленных роботов. Величина перемещения губок, взаимное расположение рабочих элементов, усилие зажи­ма в таких захватных устройствах могут меняться в зависимости от заданной программы, которая может управлять и действием вспомога­тельных технологических приспособлений.

4. Адаптивные захватные устройства - программируемые устройства, оснащенные различными датчиками внешней информации (определение формы поверхности, массы объекта, усилия зажима и т.п.).

Исходные данные для расчета:

1. Расчетная схема сил представлена на рисунке 6.1

2. Расчетная схема привода представлена на рисунке 6.2

3. Диаметр заготовки, d₃ = 70мм.

4. Масса заготовки, М = 10 кг.

5. Угол поворота плоскости разъема захвата θ = 15°.

6. Модуль сектора m_с = 1,5мм.

7. Число зубьев сектора z_c = 17.

8. Коэффициент трения f = 0,1.

Рисунок 6.1 - Расчетная схема сил

Рисунок 6.2 - Расчетная схема привода (рычажный механизм)

Рассчитаем реакции N_i:

Где P=mg – сила тяжести, Н.

Рассчитываем удерживающие моменты привода захватного устройства:

Рассчитываем усилия привода:

m_c – модуль сектора, m_с =1,5;

z_c – полное число зубьев сектора, z_c =17.