3.3. Техническая характеристика промышленного робота

Технические характеристики промышленного робота согласно ГОСТ 25685-83 включают номинальную грузоподъемность, зону обслуживания роботом, рабочую зону ПР, число степеней подвижности, скорость перемещения по степени подвижности, погрешность позиционирования рабочего органа, погрешность отработки траектории рабочего органа.

Грузоподъемность - наибольшая масса захватываемого ПР объекта производства, при которой гарантируется захватывание, удерживание и обеспечение установленных значений эксплуатационных характеристик ПР.

Число степеней подвижности ПР - это сумма возможных координатных движений захваченной детали относительно неподвижного звена: стойки, основания и т. д. (движение зажима детали захватным устройством здесь не учитывается).

Зона обслуживания ПР - это пространство, котором рабочий орган выполняет свои функции в соответствии с назначением робота и установленными значениями его характеристик.

Рабочая зона ПР - это пространство, в котором может находиться рабочий орган при его функционировании. Рабочая зона может иметь объем от 0,01м³ (при особо точных операциях) и свыше 10м³ (для передвижных роботов).

Погрешность позиционирования - отклонение положения рабочего органа от заданного управляющей программой. Большинство современных ПР имеет погрешность ± 0,1 ... 2,5 -мм (для грубых работ от ±1> до ±5 мм, для точных работ от ±0,1 до ±1 мм, для высокоточных работ до ±0,1 мм).

Линейная скорость исполнительного механизма у большинства ПР составляет 0,5-1 м/с, а угловая 90-180 ⁰/с.

Техническая характеристика ПР:

1. Грузоподъемность, кг ........................................................... 5

2. Число степеней подвижности .............................................. 6

3. Наибольшая величина перемещения:

вокруг вертикальной оси І-І, град...............................360

вдоль оси І-І, мм ............................................................400

вдоль горизонтальной оси ІІІ-ІІІ, мм ...........................630

вокруг вертикальной оси ІІ-ІІ, град ............................240

вокруг оси ІІІ-ІІІ, град ....................................................180

вокруг оси ІV-ІV, град ……………….............................180

4. Наибольшая скорость:

вокруг оси І-І поворота, град/с …………………………..84

вертикального хода руки, вдоль оси І-І, м/с ..............0,27

выдвижения руки вдоль оси ІІІ-ІІІ, м/с .........................1,08

поворота руки вокруг оси ІІ-ІІ, град/ с ........................132

5. Точность позиционирования, мм …………………………... ±1

6. Масса (вместе с устройством управления), кг ………...690

[2, 79с.]

4. Захватное устройство

4.1. Разработка конструкции захватного устройства пр

Захватные устройства (ЗУ) ПР предназначены для базирования удержания объекта в определенном положении при манипулировании.

Наиболее важной с технологической точки зрения является классификация ЗУ по характеру базирования объекта манипулирования. Центрирующие ЗУ определяют положение оси или плоскости симметрии объекта (заготовки, детали, инструмента и т. д.) при установке в зажимное приспособление, накопительное устройство или рабочий орган станка. Среди центрирующих наиболее многочисленна группа механических зажимных ЗУ, оснащенных кинематически связанными рабочими элементами схвата в виде губок, кулачков, призм и т. д. Центрирующими могут быть и ЗУ с эластичными камерами, деформируемыми под действием давления воздуха в их внутренних полостях.

Базирующие ЗУ определяют положение установочной поверхности (или поверхностей) объекта манипулирования, что характерно для поддерживающих и некоторых зажимных типов ЗУ. Фиксирующие сохраняют положение объекта манипулирования, которое тот имел в момент захватывания.

Если требуется обеспечивать перебазирование объекта манипуливания, то ЗУ должно иметь автономно управляемое перемещение каждого его рабочего элемента. Таким свойством обладают ЗУ с многозвенными шарнирными пальцами, снабженными сенсорными устройствами. Однако ЗУ, перебазирующие объект манипулирования при захватывании, не имеют пока промышленного применения из-за сложности конструкции и управления.

При выборе типа ЗУ для ПР необходимо в качестве исходных дан­ных учитывать:

1. тип и конструкцию основного и вспомогательного технологического оборудовании (например, станков, накопительных или транспортных устройств и т. д.), обслуживаемых данным ПР;

2. характеристики объекта манипулирования;

3. тип и конструкцию самого ПР;

4. особенности технологического процесса, выполняемого робототехническим комплексом.

В зависимости от формы и габарита объектов манипулирования ЗУ могут быть различных типоразмеров: 1) для коротких тел вращения (типа фланцев, втулок) диаметром до 160, 200, 250 и 315 мм (массой от 10 до 40 кг); 2) для длинных тел вращения (типа валов) диаметром до 60, 80, 100 и 160 мм (с массой от 10 до 160 кг); 3) для призматических (корпусных) изделий размером до 160, 250 и 400 мм (с массой от 10 до 40 кг) и т. д.

Конструкция ЗУ определяется двигателем привода исполнительного механизма, преобразующего движение привода в необходимое переме­щение рабочих элементов схвата. В ЗУ используют различные испол­нительные механизмы для преобразования с определенным отношением линейного или углового движения выходного звена привода в посту­пательное или вращательное перемещение рабочего элемента.

При этом можно выделить две группы исполнительных механизмов:

1) с постоянным коэффициентом передачи рабочего усилия, не зависящим от положения схвата;

2) с переменным коэффициентом передачи усилия в зависимости от положения схвата. Преимуществом исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением является возможность достижения больших усилий зажима. Однако наибольшие усилия достигаются обычно лишь в узком диапазоне рабочих перемещений.

В связи с этим для обеспечения надежного удержания объектов манипулирования при широком диапазоне их размеров необходимо использовать в ЗУ исполнительные механизмы с постоянным передаточным механизмом (например, зубчато-реечные, винтовые, некоторые рычажные и др.) или предусматривать переналадку исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением (например, рычажного типа).

С целью унификации конструктивных элементов стандартизованы присоединительные размеры фланцевых мест крепления, а также диаметры цилиндрических хвостовиков ЗУ для ПР в машиностроении. Грузоподъемность захватных устройств должна соответствовать одному из значений следующего ряда: 0,63; 1,25; 2,5; 5; 10; 20; 40; 80; 160; 250; 500 и 1000 кг. [2, 14с]