Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Промышленные роботы и робототехнические системы. Учебное пособие
.pdf
Рис. 20 – Структурные схемы исполнительных устройств
в базовой плоскости
все необходимые элементы, включая приводы, датчики обратной
связи и др.
Преимущества агрегатно-модульного метода связаны с возможностью получать специальные машины, отвечающие избыточными
функциями в отличии от универсальных ПР.
Узлы роботов выбирают из ряда ранее разработанных и опробованных надежных конструкций, а в случае необходимости добавляются новые. Это позволяет ускорить и удешевить проектирование на
базе имеющихся решений.
Агрегатно-модульные роботы классифицируются:
По компоновке:
– на базе одной компоновочной схемы – однотипные, конкретное
исполнение отличается характером комплектующих;
– обеспечивается получение нескольких принципиально различ-
ных компоновочных схем и зон обслуживания – разновидные;
71
По возможности изменения технических характеристик:
– с постоянным значением основных технических показателей
(грузоподъемность, скорости, степени подвижности);
– роботы широкого назначения с большим диапазоном основных
характеристик;
По применяемым СУ:
– с СУ одного типа;
– с различными СУ;
– комбинированные, с различными типами СУ, входящими в
свой унифицированный ряд.
Одним из основных требований при агрегатно-модульном построении ПР является конструктивное формирование отдельных его
составляющих по функциональному признаку, т.е. агрегатные узлы
должны быть конструктивно самостоятельными механизмами.
В механической системе роботов предусматривается ряд базовых
кинематических модулей, т.е. узлов, включающих привод, аппаратуру
управления и «клеммные» разъёмы для подсоединения к устройству
управления, обеспечивающие компоновку в различных сочетаниях и
положениях и простой монтаж.
Стыковочные элементы узлов однотипного назначения должны
быть унифицированы в пределах отдельных типоразмеров и смежных
типоразмеров, а номенклатуру устройств необходимо минимизировать.
В существующих конструкциях агрегатно-модульных роботов
применяют два вида соединения агрегатных узлов:
– клеммное, применяется для легких М. Позволяет легко регу-
лировать линейное и угловое взаимное расположение узлов;
– винтовое, с базовыми плоскостями и крепежными отверсти-
ями.
Перезакрепление узлов позволяет изменить форму и расположение рабочей Зоны.
ЗУ агрегатно-модульных роботов нормализуют по грузоподъёмности, размеру детали и конструкции мест крепления к руке М.
СУ унифицируют по внешним связям с оборудованием и механической системой и комплектуют в условиях завода изготовителя.
72
4.1.2 Особенности правил безопасной эксплуатации
промышленных роботов, устройства обеспечения безопасной
работы
Основными причинами возникновения аварийных ситуаций могут являться непредусмотренные движения ПР во время обучения и
автоматической работы, в том числе погрешности позиционирования,
ошибки действия оператора, нарушение грузоподъемности, попадание
человека в рабочую зону при автоматической работе.
Для безопасности обслуживающего персонала нельзя допускать
одновременного нахождения человека и механизмов ПР в одном месте
рабочего пространства.
Планировка технологического оборудования должна обеспечивать
свободный и безопасный доступ оператора к ПР, органам управления
и аварийного отключения всего оборудования, которое желательно
размещать вдоль линии перемещения обслуживающего персонала.
Оснащение ПР развитой системой информации о состоянии внешней
среды также способствует улучшению условий безопасности для
человека и безаварийной эксплуатации.
С точки зрения обеспечения безопасности обслуживающего
персонала существуют следующие схемы расположения рабочих зон
робота и оператора:
– ПР работает автоматически и имеет круговое ограждение, за
пределами которого находится пульт оператора. При раскрытии створки ограждения посылается сигнал на останов робота.
Таким образом строится рабочее место ПР, встроенного в
технологическое оборудование;
– совмещение рабочих зон ПР и оператора, такие роботы осу-
ществляют групповое обслуживание технологического оборудования. Появление человека в рабочей зоне робота вызывает
блокировку его работы;
– разделение рабочих мест робота и оператора. Как и в преды-
дущем случае, появление человека в рабочей зоне вызывает
блокировку робота.
Для формирования сигнала блокировки устройство защиты должно регистрировать положение ПР и его отдельных механизмов, а также
место нахождение обслуживающего персонала в рабочей зоне робота.
73
Внезапное отключение питания не должно приводить к повреж-
дению ПР и травмированию оператора, а ЗУ должно удерживать груз.
Пульт управления робота должен размещаться вне рабочей зоны в
месте, обеспечивающем хороший обзор за работой ПР. При нескольких
пультах управления предусматривается блокировка, исключающая
параллельное управление.
При перемещении объектов манипулирования над рабочими местами, проходами и проездами под трассой ПР предусматриваются
специальные устройства.
Для безопасной и безаварийной работы предусматриваются специальные устройства:
– контроль обработки управляющей программы, предназна-
ченный для проверки правильности выполнения заданных
перемещений ПР;
– контроль параметров взаимодействия с внешней средой,
управляющей аварийной блокировкой;
– тактильные датчики на ЗУ;
– ограждение рабочей зоны, контролируемое контактными, си-
ловыми, ультразвуковыми и светолокационными датчиками.
74
ЛИТЕРАТУРА
1. Ступина Е.Е., Ступин А.А., Чупин Д.Ю., Каменев Р.В. осно-
вы робототехники: учебное пособие. – Новосибирск: Агентство
«Сибпринт», 2019. – 160 с.
2. Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарев В.П., Смолин А.Ю.
Основы робототехники: учебное пособие. – Томск: МГП «РАСКО», 1993. – 475 с.
3. Шахинпур М. Курс робототехники: учебник / М. Шахинпур. –
Москва: «Мир», 1990. – 525 с.
75
Содержание
РАЗДЕЛ 1: «ОБЩИЕ ВОПРОСЫ»
Понятие о промышленном роботе, манипуляторе.
История возникновения и развития промышленного робота .......3
1.1 Основные понятия робототехники. Классификация
промышленных роботов.........................................................................4
РАЗДЕЛ 2: «МЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (МС)» ..........................8
2.1 Структура манипулятора (М) ................................................................8
2.1.1 Понятие о роботизированных технологических комплексах ....9
2.2 Структурный анализ М ........................................................................10
2.2.1 Виды рабочих зон манипуляторов .............................................10
2.2.2 Кинематические пары. Определение степеней
подвижности ....................................................................................14
2.2.3 Виды кинематических структур промышленного робота .......16
2.2.4 Понятие о маневренности, коэффициенте сервиса и
разрешающей способности ............................................................17
2.2.5 Структура исполнительного и рабочего органов
манипулятора ...................................................................................18
2.2.6 Понятие о прямой и обратной задачах кинематики .................21
2.2.7 Проектирование манипуляционных систем промышленного
робота ...............................................................................................23
2.2.8 Геометрические и аналитические решения задач синтеза
манипуляторов без избыточных степеней подвижности ............24
2.2.9 Геометрические и аналитические решения задач синтеза
манипуляторов с избыточными степенями подвижности ...........28
2.2.10 Понятие о прямой и обратной задачах динамики ..................29
2.2.11 Жесткость и деформации манипулятора. Алгоритм расчета
динамических деформаций ............................................................30
2.3 Приводы степеней подвижности ........................................................33
2.3.1 Классификация и особенности применения приводов ............33
2.3.2 Сравнительный анализ характеристик приводов .....................35
2.3.3 Расчет нагрузок от поступательных и вращательных
степеней подвижности....................................................................36
2.3.4 Порядок расчетов гидро, пневмо и электроприводов ..............40
2.3.5 Проектирование передаточных механизмов .............................45
2.3.6 Схемы расположения приводов ..................................................45
76
2.4 Уравновешивающие системы ..............................................................46
2.4.1 Уравновешивание статических нагрузок манипулятора.
Виды систем уравновешивания .....................................................46
2.4.2 Проектирование пружинно-уравновешенных систем .............48
2.5 Захватные устройства ..........................................................................50
2.5.1 Классификация захватных устройств ........................................50
2.5.2 Кинематические схемы захватных устройств с жесткими
пальцами. Расчет механических захватных устройств ...............52
2.5.3 Захватные устройства с адаптивными пальцами ......................54
2.5.4 Вакуумные и магнитные захватные устройства .......................55
РАЗДЕЛ 3: «СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ (СУ)» ................................57
3.1 Классификация и структура СУ.
Программное обеспечение ПР ............................................................57
3.1.1 Классификация систем управления и требования к ним .........57
3.1.2 Структурная схема системы управления, уровни управления и
связи с другими системами промышленного робота ..................59
3.1.3 Классификация информационных систем и датчиков,
используемых в промышленных роботах .....................................61
3.1.4 Очувствление и техническое зрение промышленного
робота ...............................................................................................63
3.1.5 Обучение промышленных роботов ............................................65
3.1.6 Обзор и характеристика роботоориентированных языков
программирования ..........................................................................66
РАЗДЕЛ 4: «ПР ДЛЯ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ
И ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСКИХ РАБОТ» ................................69
4.1 Роботы для погрузочно-разгрузочных
и транспортно-складских работ ..........................................................69
4.1.1 Принципы агрегатно-модульного построения
промышленного робота, преимущества, область применения ...70
4.1.2 Особенности правил безопасной эксплуатации
промышленных роботов, устройства обеспечения безопасной
работы ..............................................................................................73
ЛИТЕРАТУРА .......................................................................................75
77
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Пахомова Людмила Владимировна
ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ И
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Учебное пособие
Компьютерная верстка: Шулика И.В.
Подписано в печать 19.06.2018 с оригинал-макета.
Бумага офсетная № 1, формат 60х84 1/16, печать трафаретная – Riso.
Усл. печ. л. 4,4. Тираж 100 экз., заказ № . Цена договорная.
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта»
(ФГБОУ ВО «СГУВТ»), 630099, г. Новосибирск, ул. Щетинкина, 33.
Отпечатано в издательстве ФГБОУ ВО «СГУВТ».
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]