Богачев ВН (лекции 2010г) / ПТМ часть 2 (транспортеры) и часть 3 (роботы)

Электропривод Недостатки:

- требуются малогабаритные двигатели постоянного тока;

3)по числу рабочих позиций

- однопозиционные -многопозиционные

4)по виду управления

-неуправляемые -командные -жесткопрограммируемые -адаптивные

Неуправляемые – с постоянным магнитом, вакуумные без принудительного разряжения, механические бесприводные. Требуют для сжатия предмета силу большую, чем удерживающая сила.

Командные ЗУ управляются только командами «захват» и «разжатие». Действие обратное команде выполняется за счёт взаимодействия ЗУ с предметом или элементами внешнего оборудования.

Жесткопрограммируемые ЗУ управляются СУР.

Адаптивные ЗУ – программируемые ЗУ, оснащенные различными датчиками внешней информации для определения формы и массы предмета, силы зажима и т.д.

5)по характеру крепления к руке робота

-несменяемые -сменные -быстросменные

-пригодные для автоматической замены

§9.Примеры применения РТК в машиностроении.

1)РТК по механической обработки (токарный)

1.1РТК с напольным роботом (рис 40)

а захватом «б» подаёт нагретую деталь в закалочную ванну 4. Затем рука робота возвращается в исходное положение. За время движения руки робота накопитель 2 поворачивается по стрелке на один шаг и подаёт под захват «а» руки робота очередную заготовку. Из закалочной ванны 4 деталь поступает в печь 6 для отпуска, а затем в накопитель 7.

§10.Определение ускорений, скоростей и времени выполнения основных движений.

- ускорение по отдельным координатам Трапецеидальный закон с тем, чтобы разгон и торможение происходило с одинаковым ускорением.

Время разгона = время торможения.

При этом для равноускоренного прямолинейного движения и движения по дуге окружности радиусом R получим:

(1)

(1a)

- номинальная линейная и угловая скорости

– линейное ускорение по соответствующей координате

- угловое ускорение

r – Максимальный радиус обслуживания роботом

Из (1) имеем

(3)

S – Полное перемещение за цикл

Продолжительность цикла для прямолинейного движения по отдельным координатам

(4)

Аналогично получаем формулу для угловых

(4a)и

Если период установки режима отсутствует, то трапецеидальный закон движения выраждается в треугольник

- Начальная сила трения.

μ- коэффициент трения качения (мм.)

Fn - нормальная сила. -диаметр тела качения (мм.)

Рекомендуют для стальных шариковых и роликовых составляющих.

А для чугунных:

Сила трения в направляющих скольжения.

При выборе двигателя рекомендуют ориентироваться на наиболее неблагоприятный случай, т.е.

2. Определение момента, необходимого для перемещения груза. (9)

-момент сил инерции, возникающий при разгоне и замедлении.

-момент от веса груза и вращающихся неуравновешенных частей робота относительно осей вращения робота при максимальном радиусе обслуживания r.

-момент сил трения.

r -радиус обслуживания (максимальный). m -масса груза.

-суммарный момент инерции масс вращающихся частей робота при максимальном радиусе обслуживания r .

mi -масса, вращающейся части робота с номером i.

ri -расстояние от центра тяжести вращающейся части с номером i до оси вращения робота при максимальном радиусе обслуживания r.

mj -масса вращающейся неуравновешенной части робота с номером j

rj -расстояние от центра тяжести неуравновешенной части робота с номером j до оси вращения робота при max радиусе вращения r.

β -угол наклона плоскости вращения к горизонтальной плоскости.

k3 =1+ Σmj g rj , тогда m g r

Запишем момент трения в подшипнике с номером k.

Fk -сила, действующая на подшипник с номером k.

fk -приведённый коэффициент трения для подшипников качения либо коэффициент трения скольжения в зависимости от типа подшипника.

dk -внутренний диаметр скольжения с номером k.

3. Выбор типа и размера двигателя. Пневмо и гидроцилиндры.

Выбирают по силе Fштока на штоке цилиндра. 1)при прямолинейном движении груза

(10)

2)при движении по окружности

(10a)

F и T находятся по формулам 8 и 9

h -плечо, на которое прикладывают силу

i ,η -передаточное отношение и КПД механизма между штоком цилиндра и исполнительным механизмом робота , при отсутствии передаточного механизма.

Найдем силу передаточного механизма. Сила на штоке цилиндра:

a) При подаче давления со стороны поршня.

(11)

б) При подаче давления со стороны штока (рис. 25)

(11a)

P – давление рабочей среды (воздуха или жидкости).

ηM - механический КПД цилиндра, учитывает потери на трение в уплотнениях поршня и

штока.

Из формулы (11) и (11а) находим необходимое давление. (а)

(б)

Зная скорость штока можем найти расход жидкости в гидроцилиндрах.

При подаче давления со стороны поршня

(а)

При подаче давления со стороны штока

(б)

Расход воздуха в пневмодвигателях не оцениваем, так как запас воздуха в пневмосети значительно выше, чем расход робота.

3.2. Поворотные лопастные пневмо- и гидродвигатели подбираются по моменту на валу двигателя.

При прямолинейном движении груза.

(12)

При движении по окружности радиусом r

(12a)

F и T находятся по формулам (8) и (9)

ρ- радиус приведения.

iи η - передаточное отношение и КПД механизма между валом двигателя и исполнительным звеном робота

- скорость прямолинейного движения груза.

- угловая скорость звена механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное.

В большинстве случаев пневмо- и гидроприводы не имеют передаточный механизм, тогда формулы (12) и (12а) имеют следующий вид:

На лопасти действует сила: (13)

(14)

(15) – средний радиус лопасти

Подставим (13) и (15) в (14)

Отсюда находится необходимое давление

Зная вала находя расход жидкости гидродвигателя

(16) (18)

3.3. Электродвигатель выбирают по номинальной мощности . Потребная мощность двигателя при прямолинейном движении.

(кВт), где

- скорость прямолинейного движения груза.

η - КПД механизма между валом электродвигателя и исполнительным звеном робота (рабочим органом)

Необходимая мощность двигателя при движении груза по дуге окружности с радиусом r.

где n иω - частота вращения и угловая скорость груза при движении по дуге окружности с радиусом r .