УСТРОЙСТВО ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА

Лабораторная работа № 1

 

 

 

I. Вводная часть

 

Лабораторная работа посвящена изучению конструкции, компоновки и кинематики промышленного робота.

 

 

Промышленный робот -это автоматически действующая машина для наполнения операций по перемещению различных объектов с целью автоматизации производственных процессов, отличающихся возможностью и быстротой перехода на новые операции.

 

Промышленный робот конструктивно состоит из следующих основных частей: исполнительной - в виде манипулятора-руки (или манипуляторов) и устройства передвижения для подвижного робота; управляющей - в виде управляющего устройства робота. Манипуляторы и устройства передвижения представляют собой исполнительные органы робота и соответственно являются объектом управления для управляющего устройства. Манипулятор робота представляет собой обычно многозвенный механизм с числом степеней подвижности от трех до девяти и поступательными или вращательными сочленениями, заканчивающийся рабочим органом в виде схвата (захвата), вакуумной присоски или какого-либо специального технологического инструмента (сварочная головка, пульверизатор, гайковерт

 

и т.п.). Каждая степень подвижности манипулятора имеет двигатель (пневматический, гидравлический, электрический). Существуют манипуляторы с одним двигателем на несколько степеней подвижности, снабженные механизмами распределения движения (муфты и т.п.).

 

В состав управляющего устройства конструктивно входят: пульт управления, с помощью которого оператор осуществляет ввод и контроль задания; запоминающее устройство, в котором хранятся программы работы и

другая необходимая информация; вычислительное устройство, в котором реализуется алгоритм управления роботом; блок управления приводами манипулятора и устройства передвижения.

 

Промышленный робот имеет два режима работы: режим прог-раммирования, при котором в запоминающее устройство заносится программа

 

функционирования робота, и режим выполнения технологической		операции.
Тип промышленного робота характеризуется	следующими	основными
признаками: количество манипуляторов (механических рук),		количество

 

степеней подвижности, тип привода и системы управления, класс точности и тип исполнения.

Признак	Наименование робота по данному	Возможное обозначение
	признаку
1	2	3
Количество	С одним, двумя и более	IM, 2M
манипуляторов	манипуляторами:
	- с раздельными приводами и	Учитывается словесно в
	управлением;	наименовании
	- с раздельными приводами и
	зависимым управлением;
	- с общими приводами;
Количество	С двумя, тремя и более степенями	IM2, IM3…..
степеней	подвижности манипулятора:	2M2……3M2
подвижности	подвижный, неподвижный	Словесно в наименовании
робота(включая
устройство
передвижения)
Тип рабочей зоны	С рабочей зоной:
манипулятора	- плоскости;	Пл.
	- поверхности;	Пв.
	- в форме параллепипеда	Пр.
Грузоподъёмность	Сверхлёгкий	В обозначении
манипулятора	Легкий	указываются
	Средний	соответствующие
	Тяжелый	числовые значения (кг)
	Сверхтяжелый
Типы приводов	Пневматический	Пн.
манипулятора и	Гидравлический	Г
устройства	Электромеханический	Э
передвижений	С комбинированным приводом	Гпн., Гэ., Эпн.
Тип системы	С программным управлением (с
управления:	разделением по типу движения по
	степеням):
- по принципу	цикловым	Ц
управления	позиционным	П
	контурным	К
	комбинированным
	Очувствленный робот:	О
	с адаптивным управлением
	с неадаптивным управлением
	с искусственным интеллектом	И
-по числу	с индивидуальным управлением	Указывается
совместно	с групповым управлением	словесно
управляемых
роботов
Класс точности	С точностью позиционирования по	0,1,2,3
	классу 0,1,2,3
Тип исполнения	Нормальное: пылезащитное,	Указывается словесно
	теплозащитное, взрывобезопасное

Наиболее распространенный вариант конструктивного выполнения манипулятора - автономного от управляющего устройства - включает части приводов отдельных звеньев манипулятора и его рабочего органа - собственно двигателя, передаточные механизмы и чувствительные устройства обратной связи, вместе именуемые приводными устройствами. Кроме того, на манипуляторе можно разместить чувствительные устройства, дающие информацию о внешней среде в управляющее устройство робота в целом. Манипуляторы промышленных роботов имеют разомкнутые (открытые) кинематические связи, первые звенья (стойки) которых являются корпусом манипулятора, а последние - несут рабочие органы робота. По характеру движений, совершаемых манипуляторами с помощью переносных степеней подвижности, их делят на четыре группы: на работающие

 

в прямоугольной, цилиндрической, сферической и комбинированной системах координат.

 

К манипуляторам, работающим в прямоугольной системе координат, относятся те, переносные степени подвижности которых обеспечивают независимое изменение соответствующих им координат X ,Y и Z (рис.2.1) рабочего органа робота.

 

К манипуляторам, работающим в цилиндрической системе координат,

 

относятся те, переносные степени подвижности которых обеспечивают

 

независимое изменение соответствующих им координат r, φ и Z (рис 2.1) рабочего органа робота.

 

У манипуляторов, работающих в сферической системе координат переносные степени подвижности обеспечивают независимое изменение соответствующих координат ρ, φ и θ.

 

 

Рис 2.1 Рабочий орган робота

 

 

По типу приводных устройств роботы (как и манипуляторы) подразделяются на пневматические, гидравлические, электромеханические и комбинированные. Приводные устройства используются, а сочетании о передаточными механизмами и чувствительными устройствами обратной связи.

 

По способу размещения приводных устройств и принципу передачи движения от них соответствующим званьям манипулятора можно выделить четыре группы манипуляторов:

 

1) в которых приводные устройства расположены непосредственно в местах связи звеньев манипулятора так, что корпус приводного устройства связан с одним звеном, а ведомое звено- с другим;

 

2) в которых приводные устройства всех звеньев расположены на его неподвижном основании, а связь каждого приводного устройства со своим звеном осуществлена через передаточные механизмы;

3) в которых одно приводное устройство используется для привода нескольких (всех) звеньев манипулятора;

 

4) в которых используется комбинация трех основных способов размещения приводных устройств.

В соответствии с назначением робота в технологическом процессе конечные звенья манипуляторов снабжаются различного рода рабочими органами: захватными устройствами, обеспечивающими взятие и удержание объектов манипулирования; технологическими инструментами, с помощью которых выполняются основные технологические операции.

 

Захватные устройства можно классифицировать по способу захвата и удержания объектов и по наличию устройств очувствления.

 

По первому признаку захватные устройства делятся на механические, вакуумные, электромагнитные к комбинированные; по второму признаку - на неочувствлённые и очувствлённые.

 

Механические захватные устройства или схваты включают в себя приводное устройство, механизм зажима и захватывающие элементы - губки схвата. По виду используемого привода механические схваты подразделяются

 

на электромеханические, пневматические и гидравлические; а по виду движения губок - на схваты с поступательным и поворотным движениями губок, осуществляемыми соответствующими механизмами зажима.

 

Вакуумные захватные устройства в промышленных роботах представлены, главным образом, вакуумприсосами, удерживающими предает за счет разряжения воздуха, создаваемого его отсосом между поверхностью предмета и вакуумприсосом.

 

Электромагнитные захватные устройства, основной частью которых являются электромагнита, используются а большинство случаев для манипулирования -с ферромагнитными предметами,

 

Устройство передвижения робота является исполнительной частью робота и конструктивно состоит из приводных устройств и ходовой части.

Устройство передвижения робота классифицируют по принципу действия ходовой части: колесные, гусеничные, на электромагнитной подвеске, на воздушной подвеске, столоходящие, ползающие и т.д.

В промышленных роботах большее применение нашли устройства передвижения рельсовые колесного типа. Они имеют электрический и гидравлический приводы.

 

Цель работы

 

Целью данной работы является закрепление теоретических знаний об устройстве и конструктивная особенностях промышленных роботов и получение практических навыков их применения.

 

Задачи , решаемые при выполнении работы

 

1) Ознакомиться: с конструкцией промышленного робота, о устройством механизмов поворота, подъема, выдвижения руки, охвата, с элементами управляющего устройства.

2) Определить: кинематическую структуру промышленного робота основные признаки промышленного робота: количество степеней подвижности, тип привода, грузоподъемностью и т. д. вид захватного устройства или инструмента для выполнении технологической операции.

 

3) Установить параметры рабочей зоны манипулятора.

 

Порядок выполнения работы

 

В качестве объектов для изучения устройства промышленного робота используется робот «МФЮУ 15.00.00»

 

Для решения поставленных в данной лабораторной работе задач необходимо сделать следующее:

 

1)изучить конструкцию механической системы промышленного робота: а) механизма поворота, б) механизма подъема и опускания,

 

а) механизма выдвижения руки, г) балансира;

 

2) изучить основные элементы устройства управления, расположение органов управления и их назначение;

3) составить кинематическую схему взаимодействия основных элементов робота;

 

4) выявить основные элементы промышленного робота, пользуясь табл. 2.1;

 

5) изобразить схему рабочей зоны манипулятора, графически показать параметры рабочей зоны;

 

6) изучить устройство захватного устройства робота.

 

Лабораторная работа выполняется каждым студентом в соответствии с индивидуальным заданием, в котором указывается тип робота и конкретизируются его исходные параметры.

 

 

Правила техники безопасности при выполнении работы

 

1. К выполнению лабораторной работы студента допускаются только под непосредственным контролем преподавателя пли лаборанта, прошедшего специальное обучение по безопасному обслуживанию промышленного робота.

 

2. Категорически запрещается находиться в рабочей зоне промышленного робота при его работе в автоматическом режиме.

 

3. При изучении конструкции механической система робота отключить напряжение и установить переключатель "Автоматическое/Ручное" на панели оператора в пояснение "Ручное". Такое положение переключателя затормозит все работы.

 

4. Перед выполнением работа преподаватель должен убедиться в исправном состоянии основного и вспомогательного технологического оборудования и средств обеспечения безопасности (ограждений, блокировок, сигнализации и т.п.).

 

Требования в отчету

 

В отчете о проведении лабораторной работы должны быть указаны; а) название, цель и задачи лабораторной работы;

б) краткие сведения об устройстве промышленного   робота

 

и его составных частей;

 

в) описание работы одного из элементов механической системы (механизма поворота, механизма подъема и опускания, механизма выдвижения руки и т.д.) в соответствии с индивидуальным заданием;

 

г) краткие сведения о назначении и основных элементах управляющего устройства;

д) кинематическая схема промышленного робота;

 

е) основные признаки промышленного робота в соответствии с табл.2.1

ж) схема рабочей зоны манипулятора;

 

з) тип и описание конструкции захватного устройства;

к) заключение.