Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
31
воздух. Модуль подъема имеет две регулируемые точки
позиционирования. Максимальное перемещение МП составляет
30 мм, величина регулировки этого перемещения не превышает
20 мм. Регулировка осуществляется перемещением упоров
(верхнего и нижнего) по вертикали.
Модуль поворота (МПВ) предназначен для совместного
(или независимого) поворота двух МГП и представляет собой два
пневмоцилиндра двухстороннего действия, смонтированных на
основании. Они связаны с основанием посредством штырей;
жестко закрепленных на основании и составляющих совместно c
втулками, прикрепленными к корпусу пневмоцилиндра,
шарнирные соединения. Последние ему позволяют совершать
горизонтальные перемещения относительно вертикальной
колонны, к которой крепится кронштейн, выполненный в виде
сферы из листовой стали. К кронштейну шарнирно прикреплены
штоки пневмоцилиндров в диаметрально противоположных
направлениях относительно колонны. Кроме того, к кронштейну
при помощи винтов крепятся две накладки с упорнорегулировочными болтами.
МПB работает следующим образом: воздух через штуцеры
подается одновременно в штоковую полость одного цилиндра и
бесштоковую другого. Поршни совершают возвратнопоступательные движения относительно цилиндров и
поворачивают кронштейн с колонной, при этом цилиндры
незначительно перемещаются вокруг штырей. В конечном
положении упорно-регулировочный болт касается фиксирующего
упора. При повороте МПВ возможны удары в конечных
положениях. Для устранения этого явления установлены два
гидравлических демпфера, представляющих собой цилиндры,
разделенные перегородкой на две сообщающиеся полости, в
одной из которых расположен шток с поршнем, в другой один
поршень.
32
Рис. 5. Основные системы робота РФ – 202 М: I – СУ, II – МА, III
– СПВ; 1 – МП; 2 – МПВ; 3 – МГП; 4 – МР; 5 – МЛД; 6 – БЭК; 7 – ЗУ;
8 – основание МА; 9 – «стакан»; 10 – кронштейн; 11 – фильтр
влагоотделитель; 12 – маслораспылитель; 13 – регулятор давления;
14 – манометр; 15 – трубопроводы для подачи сжатого воздуха;
16 – станина для крепления блока СПВ
Демпфер работает следующим образом: усилие от
пневмоцилиндров передается на шток демпфера который,
перемещаясь движет поршень и вытесняет масло из одной
полости гидроцилиндра в другую, например из левой в правую.
При этом часть масла возвращается в левую полость через
отверстия в штоке. Попадая в правую полость демпфера, масло
перемещает поршень. При прекращение действия силы на шток
система пружин возвращает поршень в исходное положение. При
работе манипулятора возникает необходимость в изменении
величины угла поворота рук. Дискретная регулировка угла
достигается сменой накладок, находящихся в комплекте
33
запасных частей и позволяющих установить углы – 60; 75; 90;
105, 120о. Кроме того, вращением упорно-регулировочного болта
можно установить более точно угол поворота рук манипулятора,
который лежит в пределах ±10¸18о и для каждого из упоров
соответственно составит от 50 до 63о; от 67 до 84°; от 83 до 96°;
от 95 до 111°; от 110 до 120°.
Модуль горизонтального перемещения (МГП)
предназначен для линейного перемещения (выдвижения)
рабочего органа манипулятора. МГП состоит из пневмоцилиндра
двойного действия, внутри которого установлен поршень,
выполненный в виде цилиндра и вала, а также расположенного
внутри поршня - цилиндра. Последний разбивает полость на две
части - левую и правую. На торце поршня-цилиндра смонтирован
фланец с втулкой, к которым крепятся МЛД или ЗУ. В
пневмоцилиндре установлены три штуцера для подвода воздуха и
один для вывода проводов от датчиков положения.
МГП работает следующим образом: при подаче воздуха в
левую часть пневмоцилиндра поршень - цилиндр совместно с
фланцем и втулкой движется вправо, через свободный штуцер
стравливается воздух. Соответственно при подаче воздуха в
правую часть пневмоцилиндра происходит движение поршня цилиндра влево. Таким образом, ЗУ (МЛД) будет совершать
горизонтальное возвратно-поступательное движение. МГП имеет
две нерегулируемые точки позиционирования в крайних
положениях поршня - цилиндра.
Модуль ротации (МР) предназначен для ориентации
изделия производства, а также для выполнения ряда
технологических операций (например, проверка герметичности
укупоривания). МР представляет собой пневмоцилиндр
двухстороннего действия, прикрепленный к торцу цилиндра
МГП при помощи фланцевого соединения. Пневмоцилиндр МР
состоит из двух фланцев, стянутых четырьмя шпильками, и
цилиндра, установленного между фланцами. Внутри цилиндра
движется колодка, выполняющая роль поршня, устанавливаемая
в паз вала. В торце последнего выполнены два “сухаря” для
34
крепления к торцу поршня-цилиндра МГП и уступ в виде сектора
для фиксации угла поворота МР.
Механизм ротации работает следующим образом: при
подводе воздуха в цилиндр колодка, вращаясь совместно с валом
МР, передает вращательное движение, при помощи сухарей на
валу МР и выступов - впадин на торце поршня-цилиндра МГП
захватному устройству (или МЛД). Угол ротации ЗУ – величина,
регулируемая и может составлять 90 или 180°. Для изменения
угла ротации меняют расположение упора, закрепленного при
помощи винтов на фланце МР, в который упирается при
вращении уступ.
Модуль линейной досылки (МЛД) предназначен для более
точного линейного перемещения ЗУ. Данный механизм
представляет собой пневмоцилиндр двухстороннего действия. К
штоку поршня пневмоцилиндра крепится колодка с фланцем для
установки МЗ. В колодке выполнены каналы для подачи воздуха
в ЗУ. В МЛД установлены три штуцера; два для подачи воздуха в
пневмоцилиндр, третий - для подачи воздуха в МЗ. При подаче
воздуха в один из штуцеров, установленных на пневмоцилиндре,
начинает перемещаться поршень совместно со штоком, колодкой
и рабочим органом. При этом из другого штуцера стравливается
воздух. В результате подачи воздуха в штуцер, из которого
происходило стравливание, поршень движется в
противоположном направлении совместно со штоком, колодкой
и ЗУ.
Рабочий орган, выполненный в виде захватного устройства,
в частности схвата, предназначен для удержания предмета
производства и представляет собой пневмоцилиндр
одностороннего действия с механическим возвратом поршня при
помощи пружины. Поршень и шток выполнены одним изделием,
при этом шток цилиндрический, заканчивающийся конусом.
Между цилиндром и штоком установлена пружина, которая
возвращает поршень в исходное положение.
35
Захватное устройство представляет собой трехпалый схват
рычажного типа, т.е. три пальца ЗУ выполнены в виде рычагов,
шарнирно закрепленных на пневмоцилиндре. На одном конце
рычага установлен вращающийся ролик, другой конец изогнут, и
представляет собой рабочий элемент схвата, непосредственно
вступающий в контакт с объектом производства.
Механизм действия рабочего органа следующий: воздух
через штуцер подается в пневмоцилиндр и перемещает поршень
со штоком, при этом сжимая пружину. Конусная часть штока,
двигаясь между роликами рычагов, разжимает данные концы
рычагов. Последние, поворачиваясь в шарнирах, сближают
рабочие элементы и зажимают объект производства. После
подачи сигнала системой управления на разжатие ЗУ происходит
стравливание воздуха из пневмоцилиндра, пружина разжимается
и перемещает поршень со штоком в исходное положение.
Одновременно конус штока перемещается в противоположную
сторону, ролики рычагов сближаются, разжимая рабочие
элементы схвата, и освобождая захваченный предмет
производства.
В зависимости от расположения модулей между собой
можно получить ряд различных компоновок манипулятора.
Их вид определяется в первую очередь конкретным
химико-технологическим процессом, подлежащем роботизации.
Наиболее характерные из них представлены на рис. 6, 7.
36
б
а
Рис.6. Варианты компоновок манипулятора ПР РФ–202М: (а) с двумя (б) с
одной рукой: 1 – МП;2 – МПВ;3 – МГП; 4 – МР;5 – МЛД (отсутствует); 6 – БЭК; 7 –
ЗУ, 8 – основание; 9 – «стакан»;10 - кронштейн
37
а б
Рис.7. Варианты компоновок манипулятора ПР РФ–202М: (а) без МЛД и (б) с
его установкой: 1 – МП; 2 – МПВ; 3 – МГП; 4 – МР;5 – МЛД (отсутствует); 6 – БЭК; 7 –
ЗУ; 8 – основание; 9 – «стакан»; 10 - кронштейн
38
Модульный принцип конструкции в совокупности с
возможностью изменения параметров манипулятора значительно
расширяют функции робота РФ-202 М и область его применения
при роботизации разнообразный химико-технологических
процессов.
Функциональные возможности робота определяются не
только конструктивными особенностями манипулятора, но и
возможностями системы управления.
Система управления (СУ) I – “мозг” ПР. Как правило, она
является базовой, управляющей всем периферийным
оборудованием, совмещенным с роботом. На ПР PФ-202 М
установлена СУ типа СУ-202 М, предназначенная для управления
работой манипулятора и совмещенного с ним технологического
оборудования. Система имеет два режима работы: обучение и
автоматический.
В режиме обучения СУ обеспечивает:
- управление движением подвижных звеньев манипулятора и его
программирование. Максимальное количество управляющих
координат, включая ЗУ, - 11, минимальное – 1;
- выдачу и программирование команд на периферийное
технологическое оборудование. Максимальное количество
одновременно выдаваемых и программируемых команд - 7,
минимальное – 1. Каждый канал обеспечивает выдачу прямой и
прием одной отраженной (обратной) команды;
- программирование времени выдержки ЗУ в точке
позиционирования в диапазоне от 0 до 9 с, имеющее
дискретность 1 с, или от 0 до 4, 5 с, имеющее дискретность 0, 5 с.
Возможно масштабирование времени выдержки;
- обучение и запись до 9 программ.
В режиме автоматической работы СУ обеспечивает:
- отработку одного шага программы, записанного в режиме
обучения, и переход к следующему шагу при наличии сигналов в
конце отработки по координатам, командам, выдержкам захватов
в точках позиционирования;
39
- циклическое воспроизведение любой из 9 записанных
программ по желанию оператора или по командам с
оборудования;
- возможность дистанционного управления и выдачу
контрольной информации о состоянии объекта производства.
Кроме того, СУ обеспечивает возможность визуального
контроля информации, записываемой при обучении и
извлекаемой в автоматическом режиме; автоматический поиск
программы при переходе из режима обучения в автоматический
режим; автоматический поиск свободных ячеек памяти при
переходе из автоматического режима в режим обучения;
сохранение записанных программ при выключенном питании.
Система управления ПР РФ-202М конструктивно
представляет собой законченный узел и состоит из трех явно
выраженных частей (рис. 4) узел электропитания 5, узел
логических плат 6 и узел задания программ.
Узел электропитания выполнен в прямоугольном корпусе с
вентиляционными отверстиями и покрашен в черный цвет. Узел
электропитания включает два трансформатора типа
ТН 56-220-50, стабилизатор напряжения, девять выпрямителей,
схемы включения и выключения и четыре элемента типа 373.
Один из трансформаторов предназначен для подачи постоянного
напряжения 5В на стабилизатор, для этого в схему
трансформатора включен выпрямитель, собранный из диодов
типа КД202Р по мостовой схеме. В качестве базового элемента
стабилизатора напряжения применяется микросхема типа
KI42ЕHIБ. Другой трансформатор предназначен для
формирования постоянного напряжения «запитки»
электроклапанов, для этого в электрическую схему включен
транзисторный выпрямитель. Элементы питания типа 373
предназначены для «запитки» элементов модуля памяти. На
боковой стенке узла находится разъем для подключения
электропитания.
Узел логических плат выполнен в прямоугольном коpпyсe,
значительно превышающем размеры узла электропитания.
Внутри узла логических плат находится кассета - панель с
40
платами, а также батареи для аварийного электропитания плат.
На одной из боковых сторон узла расположены выходные
разъемы для электрического соединения СУ с манипулятором. На
верхней части узла с правой стороны находится переключатель
выбора команд. На противоположной узлу питания стороне в
нижней левой части находятся кнопки включения (черная) и
выключения (красная грибообразная) СУ, в верхней правой "ПУСК" и "СТОП" соответственно для пуска и останова
выполнения манипулятором программы в автоматическом
режиме. Кассета с платами сверху закрыта крышкой с надписью
"Инструкция по обучению". Наружная поверхность узла
покрашена в желтый цвет.
Узел задания программ выполнен в откидывающейся на
петлях крышке. На лицевой панели узла находится пульт
управления роботом (рис. 8) с кнопками для набора программ,
установки времени выдержки и режима работы, а также
индикации проверки набора и отработки команд. С узлом
логических плат узел обучения электрически соединен с
помощью гибкого плоского кабеля. После набора программ и
перевода ПР в режим автоматического их выполнения, узел
задания закрывается с помощью двух запоров. Наружная
поверхность узла окрашена в черный цвет. С пульта управления
ПР оператор непосредственно осуществляет программирование
робота (обучение) и запуск отработанной программы в
автоматическом режиме. На лицевой панели пульта (рис. 8)
кроме кнопок и ламп индикации 32, имеются мнемонические
знаки 31 и различные поясняющие надписи.
Каждая клавиша пульта имеет единственное строго
определенное назначение:
1 - рука (Л) совершает возвратно-поступательное движение
вперед, т.е. выдвигается, при этом работает МГП;
2 - рука (Л) совершает вращательное движение вправо работает МПВ;
3 - работает МЛД, перемещает ЗУ вверх;
4 - осуществляется ротация ЗУ для левой руки вправо, т.е.
вращение ЗУ относительно горизонтальной оси, совпадающий с
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]