Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Исследование движений манипулятора промышленных роботов

Методические указания

к практическим занятиям по дисциплине «Основы мехатроники»

и УНИРС

Омск 2007

Составители: В. Г. Хомченко, В.Ю. Соломин

Изложены принципы выбора законов движения по обобщенным координатам манипуляторов промышленных роботов, а также порядок проведения исследований кинематических характеристик движения схвата манипуляторов при варьировании законов движения по обобщенным координатам.

Приведены исходные данные для проведения исследований: кинематические схемы манипуляторов, типовые законы движения звеньев, другие необходимые параметры манипуляторов.

Предназначены для студентов направления 220200 – «Автоматизация и управление» и специальности 220401 – «Мехатроника».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета.

Общие сведения

Мехатронные устройства предназначены для выполнения требуемого механического движения рабочего органа, осуществляемого с помощью компьютерных систем управления.

Механическое движение рабочего органа может осуществляться по заранее заданному закону, определяемому технологическим процессом, либо этот закон движения может формироваться в реальном времени в зависимости от заданной цели движения и состояния внешней среды.

Традиционно требуемое движение рабочего органа получали, как правило, за счет преобразования равномерного вращения вала электродвигателя, с помощью различных механизмов: зубчатых, кулачковых, рычажных и т.д. Для таких устройств характерны длинные массивные кинематические цепи и наличие зазоров в кинематических парах. Эти обстоятельства приводили к тому, что теоретически рассчитанные законы движения рабочих органов не могли быть осуществлены с необходимой точностью, в машинах возникали вибрации и шум, технологический процесс выполнялся недостаточно качественно.

Одной из причин возникновения мехатронных модулей и систем явилось желание сократить кинематические цепи при получении механического движения. Решение задачи получения требуемого движения рабочего органа с минимальным механическим преобразованием некоторого исходного движения стало возможно благодаря использованию компьютерных систем управления.

Целью практических занятий по курсу «Основы мехатроники» является ознакомление студентов с наиболее распространенными законами движения рабочих органов на примере наиболее характерного для мехатроники объекта изучения – манипулятора промышленного робота, а также с научными методами синтеза и анализа таких законов движения.

Предметом исследования являются кинематические характеристики движения звеньев по обобщенным координатам, такие как: максимальные относительные и абсолютные скорости и ускорения звеньев и развиваемые ими относительная и условная абсолютная динамические мощности при различных значениях свободного параметра закона движения по первой обобщенной координате, а также траектории и кинематические характеристики движения схвата робота.