- •Глава 5. Области применения роботов и робототехнических систем. Классификация промышленных роботов и их технические характеристики
- •5.1. Классификация роботов
- •5.2. Техническая характеристика пр (гост 25378 - 82)
- •Глава 6. Структура, классификация и основы кинематики манипуляционных систем промышленных роботов
- •6.1. Структура манипуляторов промышленных роботов
- •6.2. Переносные и ориентирующие степени подвижности манипулятора
- •6.3. Основы кинематики манипуляторов роботов
- •Положение I-го звена относительно предыдущего (I-1)-го устанавливается с помощью обобщенной координаты qi (рис. 6.6):
- •6.4. Однородные координаты. Матрица перехода 4×4 кинематической пары
- •6.5. Определение ориентации звеньев манипуляторов с использованием углов Эйлера
- •Глава 7. Прямая задача кинематики манипуляторов роботов. Абсолютные скорости и ускорения в манипуляционных системах промышленных роботов
- •7.1. Теоретические вопросы решения прямой задачи
- •7.2. Решение прямой задачи кинематики манипуляторов при позиционном (цикловом) управлении
- •7.3. Определение абсолютных скоростей и ускорений точек и звеньев манипулятора
- •Глава 8. Обратная задача кинематики манипуляторов роботов
- •8.1. Обратная задача кинематики манипуляторов роботов при контурном управлении
- •8.2. Решение обратной задачи кинематики манипуляторов на основе линейной зависимости между абсолютными и обобщенными скоростями (управление по скорости)
- •Глава 9. Динамический синтез и анализ манипуляционных систем промышленных роботов
- •Глава 10. Назначение, состав и классификация робототехнических комплексов
- •10.1. Назначение робототехнических комплексов
- •10.2. Состав и классификация робототехнических комплексов
- •Глава 11. Траектории манипуляторов роботов в составе робототехнических комплексов
- •Компоновка ртк и возможные траектории схвата манипулятора
- •11.2. Анализ местных (частных) траекторий манипулятора
- •11.3. Особенности использования нескольких пр в одном ртк
- •11.4. Межстаночные траектории как функции числа схватов и организации производственной сцены
- •Глава 12. Планирование траекторий схвата манипулятора на основе сплайн – функций
- •12.1. Планирование траекторий при ограниченном числе
- •Опорных точек
- •12.2. Общие случаи планирования траекторий в пространстве обобщенных координат
- •Глава 13. Применение робототизированных технологических комплексов в механообрабатывающем производстве
- •13.1. Требования к технологическим процессам, реализуемым в ртк
- •13.2. Требования к деталям, обрабатываемым в ртк
- •13.3. Требования к технологическому оборудованию, используемому в ртк
- •13.4. Требования к промышленным роботам, включаемым в состав ртк
- •13.5. Требования к вспомогательному и транспортно-накопительному оборудованию, включаемому в ртк
- •13.6. Требования к ртк
- •13.7. Общие характеристики и особенности ртк механообработки
Глава 5. Области применения роботов и робототехнических систем. Классификация промышленных роботов и их технические характеристики
Робот является сложным техническим устройством, создаваемым на основе мехатронного подхода, состоящим из манипулятора и системы управления и предназначенным для перемещения предметов труда в пространстве.
В качестве предметов труда могут выступать:
в машиностроении: заготовки, детали, инструмент, емкости с расплавленным металлом и т. п.;
в атомной промышленности: стержни радиоактивного материала, крышки люков, приборы контроля и т. п.;
в исследовательских (информационных) роботах: теле- и видеокамеры, буровые инструменты, космические модули и т. п.;
в роботах для экстремальных условий: специальные устройства по обработке местности, навесные орудия для обработки земли, поверхности зданий и т. д.
Вроботе для выполнения двигательных функций используется манипулятор, представляющий собой ряд кинематических звеньев, соединенных между собой кинематическими парами (рис. 5.1).
Одно из звеньев является стойкой и оно неподвижно, а другие могут совершать управляемые движения благодаря воздействию со стороны приводов.
В манипуляторах роботов используются одноподвижные вращательные или поступательные кинематические пары пятого класса.
Распространенность в манипуляторах роботов одноподвижных кинематических пар пятого класса объясняется тем, что такие пары обеспечивают относительное движение образующих их кинематических звеньев относительно друг друга по одной координате, а следовательно, для перемещения одного звена относительно другого требуется один привод.
Силовое воздействие приводов на звенья манипулятора формируется в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от системы управления робота, которые, в свою очередь, формируются в соответствии с заданным движением схвата, а также с учетом состояния робота и окружающей технологической среды. Таким образом, под воздействием приводов робота звенья манипулятора и его схват будут совершать вполне определенные перемещения в пространстве.
Для роботов наиболее характерны два типа заданий на перемещение схвата:
Перемещение от одной точки к другой за заданный период времени – позиционное управление. В этом случае задаются координаты начальной, промежуточных и конечной точек (рис. 5.2). Траектория движения схвата и скорость его движения между точками не регламентируется. Понятно, что число таких точек может быть неограниченно большим. Существенным моментом является то, что в каждой точке схват должен сделать остановку. Значит, каждую пару соседних точек можно рассматривать как начальную и конечную. Частным случаем позиционного управления является цикловое управление, когда схват должен совершать движение между двумя точками: начальной и конечной. Примером позиционного и циклового управления может быть движение от места хранения заготовки к приспособлению станка, перенос инструмента от одной точки разметки до другой и т. д.
Для такого управления характерно то обстоятельство, что в начальной и конечной точках скорость и ускорения схвата должны быть равными нулю.
Перемещение схвата по заданной траектории и заданному во времени закону движения по этой траектории – контурное управление. В этом случае задается траектория движения схвата во времени, то есть задается закон движения схвата по координатам x, y, z в виде: x = x(t); y = y(t); z = z(t), а также ориентация схвата при движении по траектории в функции времени. Ориентация схвата в пространстве может задаваться либо с использованием углов Эйлера: = (t), = (t), = (t), или с помощью направляющих косинусов (с помощью углов между осями координат инерциальной системы координат и осями координат схвата) ,,.