6.2 Основні принципи проектування роботів.

Проектування ПР є складною системною задачею, для розв'язання якої необхідно, щоб принципи та підходи відповідали вимогам, що висуваються до роботів як до технічного засобу гнучкої виробничої системи (ГВС).

Основними технічними вимогами є:

• забезпечення функцій та параметрів ГВС;

• гнучкість, тобто простота переналагоджування при переході на інший виріб;

• усталена робота в автоматичному режимі;

• економічність - забезпечується низькою собівартістю, найменшими експлуатаційними витратами, відповідністю конструктивного виконання складності робіт, які він виконує;

• надійність роботи, а також вмикання і вимикання в інтервалі температур від 0° до 50°;

• відповідність питомих показників з матеріало- та енергомісткості кращим світовим зразкам.

Враховуючи ці вимоги при проектуванні доцільно користуватись наступними принципами.

Вибір параметрів робота здійснюють на підставі функціонального аналізу технологічних факторів. З цією метою проводять мінімізацію числа ступенів свободи, а також переміщень за умови дотримання максимально допустимої похибки позиціювання. Вибираючи раціональну кінематичну схему, доцільно сумістити робочі зони технологічного обладнання та зменшити число варіантів підходу в ці зони робочого органу.

Компоновку робота та кінематичну структуру визначають методом багатокритеріальної оцінки. При цьому необхідно врахувати:

• відносний об'єм і форму робочої зони;

• відповідність траєкторії робочого органу вимогам технологічного процесу;

• можливість реалізації системою керування одночасного руху декількома ступенями рухомості із заданими параметрами;

• площу, що займає гнучкий виробничий модуль;

• простоту конструкції.

Кінематична структура маніпуляційної системи ПР та його рухомі можливості будуть визначатися сполученням ротаційних та поступальних кінематичних пар V класу.

Динамічні параметри ПР необхідно визначати, враховуючи продуктивність ГВМ, величину переміщень робочого органу за цикл.

Похибка позиціювання визначається з врахуванням технологічних вимог із введенням коефіцієнту запасу К_л = 1,2... 1,3. Розподілення похибки позиціювання між ступенями рухомості робота необхідно проводити з врахуванням її векторного уявлення, та значень переміщень за ступенями рухомості, роздільної здатності давачів положення та технології виготовлення елементів конструкції.

Проектування механічної системи проводять з врахуванням того, що вона складається з двох систем: несучої (НМС) та виконавчої (ВМС), що взаємозв'язані між собою, але різні за функціональним призначенням. НМС забезпечує форму та об'єм робочої зони, і призначена для розміщення вузлів ВМС. ВМС забезпечує динамічні та точності параметри робота і є системою механізмів, що приводять в рух ланки НМС.

Переміщення орієнтувального механізму визначають, виходячи з аналізу змін положень об'єкту маніпулювання чи робочого органу під час виконання робіт відносно положення вихідної ланки НМС.

Жорсткість механічної системи визначають з врахуванням допустимих зміщень робочого органу при позиціюванні під дією інерційних сил. Деформацією від дії сил тяжіння нехтують, оскільки вона враховується при програмуванні. Розподіляють допустиму деформацію між НМС (85...95%) і ВМС (5... 15%), яка залежить від виду передач, що застосовуються в передавальних механізмах. Так при застосуванні шарикогвинтової передачі деформація складає 3...5%, зубчастих передач - 5...8%, хвильових - 10... 15%. Розрахункова модель, складена для розрахунку жорсткості НМС, повинна враховувати:

• масу та розташування вантажу і робочого органу, орієнтувального механізму, передавальних механізмів та ланок;

• контактну піддатливість вузлів з'єднання ланок. Урівноваження рухомих вузлів виконують за допомогою вмонтовування пристроїв, що розроблені на базі пневмо- чи пневмогідроприводу.

Проектування роботів необхідно проводити у відповідності з етапами, що визначаються ГОСТ 15.001-83.