15. Классификация агрегатно-модульных конструкций.

Существуют различные формы реализации принципа модульного построения ПР. Их можно классифицировать по ряду независимых признаков, которые в зависимости от конкретных условий могут применяться в различных сочетаниях. В любом случае термин «модульное построение» может относиться к некоторой гамме устройств, скомпонованных из однотипных узлов. По компоновке системы агрегатно-модульного построения ПР могут быть условно разделены на 2 группы:

1) система построения ПР на базе одной принципиальной компоновочной схемы (Однотипные Р: конкретные исполнения ПР различаются размерами и грузоподъёмностью, а так же характером комплектации (системами управления, дополнительными кинематическими модулями, расширяющими возможности базовой модели, различающимися типами приводов и т.д.))

2) системы агрегатно-модульного построения ПР, дающие возможность получать несколько принципиально различных компоновочных схем (разнотипные Р), в том числе обладающие различным числом степеней подвижности, размером рабочих зон, грузоподъемностью и т.д.

По возможности изменения технических характеристик ПР агрегатно-модульные гаммы могут быть разделены на 3 группы:

1) гамма ПР с постоянными значениями основных технических показателей.

2) гамма ПР с ограниченным числом основных технических показателей.

3) агрегатно-модульная гамма широкого назначения, обеспечивает получение основных модификаций ПР с большим разнообразием основных технических характеристик.

16. Основные требования при разработке конструкций пр агрегатно-модульного типа.

Одним из важных требований агрегатно-модульного построения ПР является требование конструктивного формирования отдельных элементов по функциональном признаку. В этой связи агрегатные узлы должны быть по возможности законченными и конструктивно независимыми элементами, то есть модулями.

В составе гаммы агрегатных узлов исполнительной системы необходимо предусматривать унифицированный ряд базовых кинематических модулей. В данном случае под кинематическим модулем понимается агрегатный узел, включающий привод, устройство управления и клемные разъемы для подвода питания и соединения с устройством управления более высокого уровня.

Конструкции узлов должны удовлетворять требованиям динамики, прочности и жесткости в пределах отдельных типоразмеров, установленные соответствующими нормативами. Модули ПР должны обеспечивать взаимную компоновку в различных сочетаниях и положениях, а их монтаж должен быть простым и надежным. Стыковочные элементы узлов однотипного назначения должны быть унифицированы.

Конкретные модификации ПР построенные из модулей должны удовлетворять следующим требованиям:

1) конструктивно-технологические параметры ПР (грузоподъемность, скорость перемещения рабочего органа, погрешность позиционирования и т.д.) должны соответствовать его функциональному назначению и требованиям конкретного технологического процесса.

2) структурная схема ПР и его компоновка должны обеспечивать минимальный объем манипуляционных действий для обслуживания конкретной модели основного технологического оборудования или для выполнения определенных технологических операций.

3) число степеней подвижности ПР должно быть минимальным, но достаточным для выполнения требуемых манипуляционных действий, а система управления должна максимально (но без избыточности) соответствовать требованиям конкретных технологических задач.

4) объем операций, выполняемых ПР, и темп их исполнения в сочетании с суммой затрат на внедрение ПР должны обеспечивать технико-экономическую эффективность применения ПР.

С переходом к модульному построению ПР следование какому-либо ряду грузоподъемности становится затруднительным, т.к. грузоподъемность зависит от массы его узлов, их типа, длины ходов, набора рабочих движений и т.д. Кроме того, модули имеют возможность установки в различных сочетаниях и положениях, что также оказывает влияние на грузоподъемность. Поэтому номинальная грузоподъемность, характеризующая гамму модульных ПР, регламентируется лишь для базовых моделей и наиболее характерных конфигураций.

Выбор ряда по грузоподъемности для специализированных модульных роботов осуществляется на основе следующих соображений. Анализ распределения номенклатуры металлорежущих станков по весовым характеристикам обрабатываемой детали показал, что станки, обрабатывающие детали весом до 10 кг составляют не более 6%, а детали весом более 160 кг составляет не более 12%. Поэтому целесообразно ограничить ряд по грузоподъемности: 10, 20, 40, 80, 160 кг.

Вместе с тем опыт проектирования ПР свидетельствует о том, что в ПР грузоподъемностью 20 кг используются те же конструктивные решения, что и для ПР грузоподъемностью 10 кг. То же самое относится и для ПР грузоподъемностью 40 и 80 кг. Поэтому ряд грузоподъемности для специальных модульных ПР можно ограничить 3-я значениями: 10, 40 и 160 кг. Такое ограничение позволит значительно сократить число типоразмеров модулей.

Скорости и перемещения исполнительных органов регламентируются в пределах отдельной группы роботов, построенных, как правило, на основе какой-либо базовой модели.

Анализ конструкций модульных роботов показывает, что значения перемещений, как правило, кратны 50 или 100 мм.

Конструкции стыковочных элементов и присоединительные элементы узлов.

В существующих конструкциях модульных ПР используются 2 вида соединений: клеммовое и винтовое. Клеммовое применяется, как правило, в ПР с малой грузоподъемностью. При соединении винтами предусматривают базовые плоскости и крепежные отверстия.

Захватные устройства нормализуются по грузоподъемности, наибольшему размеру схватываемой поверхности, конструкции и размерам крепления к руке робота.