Основные технические характеристики строительных роботов

Основные технические показатели строительных роботов определяются предполагаемой областью применения и условиями производства работ. Одной из важнейших характеристик робота является номинальная грузоподъемность, определяемая наибольшим значением массы предметов производства или технологической оснастки, при которой гарантируется их захватывание, удержание и обеспече­ние установленных значений эксплуатационных характеристик робота. Для роботов с несколькими манипулято­рами наряду с суммарной грузоподъемностью указывается грузоподъемность каждого манипулятора отдельно. Номенклатурная грузоподъемность промышленных и строительных роботов и манипуляторов должна соответствовать требованиям ГОСТ 25204—82. В зависимости от грузоподъемности роботы разделяются на следующие группы: cверхлегкие (до 1кг), легкие (до 10кг), средние (до 200кг), тяжелые (до 1000кг), сверхтяжелые (свыше 1000кг).

Другими важными характеристиками роботов и манипуляторов являются рабочее пространство, рабочая зона и зона обслуживания.

Рабочее пространство манипулятора или робота – это пространство, в котором может находиться исполни­тельное устройство при его функционировании. Этот по­казатель устанавливает тот объем пространства, в кото­ром могут перемещаться составные части манипулятора и устройства передвижения в процессе выполнения про­изводственных операций.

Рабочая зона манипулятора (робота) определяется пространством, в котором может находиться рабочий ор­ган манипулятора при его функционировании. В общем случае рабочая зона представляет собой фигуру, описы­ваемую рабочим органом при прохождении им предель­но достижимых положений. Вид рабочей зоны определя­ется принятой системой координат, числом степеней по­движности манипулятора, типом кинематических пар, последовательностью их расположения, взаимной ориентацией и относительными размерами звеньев. Количественная оценка рабочей зоны включает указания линейных и угловых перемещений подвижных звеньев манипулятора. Максимальные значения этих перемещений должны соответствовать ряду основных параметров, определенных ГОСТ 26050-89.

Зона обслуживания манипулятора (робота) характеризуется областью пространства, в котором рабочий орган выполняет свои функции в соответствии с назначением робота и установленными значениями его характеристик. В общем случае зона обслуживания составляет часть рабочей зоны, в которой рабочий орган способен осуществлять стоящие перед ним задачи, например, может захватить предмет производства или технологическую оснастку. Зона обслуживания характеризуется формой, определяемой системой координат манипулятора, и размерами, оцениваемыми максимальными перемещениями по степеням подвижности. Количественная оценка зоны обслуживания производится путем указания геометрических (линейных и угловых) параметров, характеризующих предельные размеры зон.

Быстродейстие роботов и манипуляторов оценива­ется скоростью перемещения по степеням подвижности. Обычно в паспортных данных указывают диапазоны регулирования скорости линейных (вертикальных и горизонтальных) и угловых перемещений рабочего органа. В табл. 2.2 приведены значения линейных и угловых скоростей перемещения рабочего органа, регламентируемые ГОСТ 26050—89. Скоростные параметры манипуляторов зависят от назначения, выполняемой операции, грузоподъемности и точности позиционирования. В ряде случаев быстродействие роботов оценивают путем указания времени перемещения рабочего органа манипулятора между любыми двумя наиболее отдаленными точками.

При выборе роботов и манипуляторов для выполне­ния конкретных технологических операций большое зна­чение имеют параметры, определяющие точность позици­онирования рабочего органа и отработки траектории его движения. Отклонение фактического положения рабочего органа от положения заданного управляющей программой, называется погрешностью позиционирования рабочего органа. Максимальная абсолютная погрешность позиционирования определяется как результат геометрического суммирования приведенных к объекту максимальных ошибок позиционирования отдельных степеней подвижности. Для роботов, у которых движение рабочего органа должно осуществляться по заданной траектории, одним из основных параметров является также погрешность обработки траектории рабочего органа. Погрешность по­зиционирования и отработки траектории рабочего орга­на оценивают в абсолютных (линейных или угловых) или относительных единицах. Относительная погрешность позиционирования определяется как отношение абсолютной ошибки перемещения рабо­чего органа к минимальному расстоянию от оси, ближайшей к основанию робота кинематической пары, до границы рабочей зоны. Относительная погрешность отработки траектории равна, выраженному в процентах, отношению максимальной абсолютной ошибки перемеще­ния рабочего органа по траектории в пределах зоны обслуживания к максимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны. Номинальные абсолютные погрешности позициониро­вания промышленных роботов должны соответствовать ряду, установленному ГОСТ 26050—89, или отраслевым нормативным документам.

В группу основных параметров роботов и манипуляторов кроме рассмотренных также входят масса машины и ее составных частей, габаритные размеры. Эти парамет­ры зависят в первую очередь от грузоподъемности мани­пулятора, определяются числом степеней подвижности, типом привода, специализацией робота и рядом других факторов.

На основании рассмотренных параметров для каж­дого робота и манипулятора составляется техническая характеристика, которая должна содержать сведения о грузоподъемности, максимальной абсолютной погрешности позиционирования, показателях степени подвижности, числе программируемых точек, показателях устройства захватного и управления, а также о параметрах надежности, массе и габаритных размерах. В группу показателей, характеризующих степень подвижности, включаются максимальное перемещение, время перемещения, максимальная абсолютная погрешность позиционирования, а также максимальные значения скоро­сти и ускорения. Захватные устройства также описываются группой показателей, таких, как усилие и время захватывания, время отпускания, предельные (максимальные и минимальные) размеры объектов манипулирования. Для устройства управления указывают число каналов связи с внешним оборудованием, число одновременно управляемых движений по степеням подвиж­ности, а также напряжение питания и потребляемая мощность. Из показателей надежности приводятся установленная безотказная наработка и установленный срок службы.