Ш.Констрцктивно-компоновочные схемы првмышеннт раНотой

Система координат

пространстдеииая

Криботнейная;

полярная

цилиндрическак

арерическая

Сложная криволинейная :

цилиндрическая

С(реричесмя

Рабочая зона

Конструктивно-компонобочше слепы и индексы подгрупп

б Up I

! D

i 1-1

Примечание. L ,L H-линейние перемещения руки или корпуса;1ругол поворота руки; i-угол качания руки или. корпуса; ,-углы поворота звеньев руки; б.е-углы поворота или кача- кия кисти руки со схватоп

В криволинейной системе координат: плоской полярной, цилиндрической и сферической. Промышленные роботы с рычажно-шарнирной конструкцией механической руки, имеющей сложную криволинейную систему движений (цилиндрическую или сферическую), объединены в группы Е и Ж. Каждую из перечисленных групп промышленных роботов, в зависимости от конструктивных особенностей их исполнения, подразделяют на подгруппы, имеющие двузначный числовой индекс. Конструктивными признаками подгрупп могут быть стационарное или передвижное исполнение промышленного робота, тип несущей системы (портальный, напольный и т. п.), число рук, число степеней подвижности кисти руки, число схватов и др.

Выбор конструктивно-компоновочной схемы промышленного робота зависит от его назначения, технической характеристики и особенностей конструкции обслуживаемого технологического оборудования: станков, транспортно-накопительных устройств.

§ 3. ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОЁОТЫ АГРЕГАТНО-МОДУЛЬНОГО ТИПА

Разработка промышленных роботов на базе унифициро- ванных агрегатных узлов и их функциональных блоков (конструктивных агрегатных модулей) дает возможность сократить сроки и стоимость проектирования, изготовления и внедрения робототех-нических комплексов, технические параметры которых соответствуют требованиям конкретного производства. Агрегатный модуль это функционально и конструктивно независимая сборочная единица, которую можно использовать индивидуально и в сочетании с другими модулями с целью создания промышленного робота с требуемой компоновочной схемой, характеристиками и технологическими возможностями. Модули могут быть механическими, информационными и управляющими. Механические модули представляют собой отдельные конструктивные блоки манипулятора вместе с комплектными приводами и коммуникациями (электрическими, гидравлическими), обеспечивающие одну или несколько степеней подвижности. Информационными модулями являются комплекты измерительных и преобразовательных устройств, а управляющими - блоки систем управления роботом.

Создание агрегатно-модульных конструкций промышленных роботов может быть основано на функциональном или конструктивно-компоновочном принципах.

При первом принципе создания на одной конструктивной базе разрабатывают типоразмерный ряд (гамму) промышленных роботов различного технологического назначения, грузоподъемности, с разным числом степеней подвижности, размерами рабочей зоны и погрешностью перемещений. Специализированные исполнения создают на основе базовой конструкции промышленного робота, обычно универсального типа.

В качестве примера рассмотрим однотипные промышленные роботы для обслуживания технологического оборудования, которые

получены модификацией базовой конструкции робота, показанного на рис. 10.2. Модификации базовой модели отличаются числом рук манипулятора, их расположением и грузоподъемностью (рнс. 10.9).

Рис. Ш.9. Автоматические манипуляторы для промышленных роботов агрегатно-модульной конструкции

Техническая характеристика иромы шлейных роботов агрегатно-модулыюй коиструкцив тииа 3388

Грузоподъемность, кг;

исполнение 1....................... 5

исполнение 2........................ 3X2

исполнение 3........................ 5X2

Число степеней подвижности...................4 (или 4X2)

Перемещение руки в осевом направлении, мм:

исполнения 1 и 2...................... О-600

исполнение 3........................ 0-280

Вертикальное перемещение, мм................. 50-100

Углы поворота руки, ..................... О-120

Наибольший угол поворота кисти руки, ........... 130

Наибольшая скорость осевого перемещения руки, м/с.......~ 1

Наибольшая скорость подъема руки, м/с............. 0,7

Наибольшая скорость поворота руки, ............. 90

Наибольшая сила зажима губок схвата, Н............ 300

Время зажима губок схвата, с.................. 0,2

Точность позиционирования, мм................. ±0,2

Масса маяяпулитора, кг:

исполнение 1........................ 525

исполнение 2.................. ..... 567

исполнение 3.................... ... 555

Дополнительно в комплектацию каждого исполнения манипулятора входят сменные схваты, позволяющие расширить область применения данной гаммы промышленных роботов.

Большое разнообразие модификаций промышленных роботов может быть получено при агрегатно-модульном их построении по конструктивно-компоновочному принципу. При разработке агрегатных промышленных роботов с различными компоновочными схемами необходимо создать следующие типовые конструктивные модули: несущую систему (неподвижное основание, колонну, портал или консоль); механизмы, обеспечивающие степени подвижности манипулятора (поворота, подъема, выдвижения руки, вращения кисти); сменные захватные устройства; дополнительные механизмы, обеспечивающие промежуточное накопление и ориентирование заготовок, деталей, смену схватов н другие вспомогательные функции робототехнического комплекса.

Пример агрегатно-модульного конструирования промышленных роботов различного назначения приведен в табл. 10.5. Используя девять конструктивных модулей, можно создать 12 моделей автоматических манипуляторов с разной компоновочной схемой и технической характеристикой начиная от простого поворотного автооператора (схема I) и кончая универсальным промышленным роботом с шестью степенями подвижности и сложной криволинейной системой координат (схема 12). Каждая из моделей может быть выполнена как в стационарном, так и передвижном исполнениях с установкой манипулятора на тележке, которая перемещается по рельсовому пути.

Конструкция промышленного робота, собранного из агрегатных модулей, показана на рис. 10.10, а. Манипулятор робота имеет пять степеней подвижности и в соответствии со схемой 4, приведенной в табл. 10.5, состоит из следующих конструктивных модулей: 1 - поворота относительно основания; 2 - вертикального перемещения относительно колонны; 3 - горизонтального перемещения руки; 4 - поворота кисти относительно продольной оси; 5 - схвата с приводом зажимных губок.

Модуль поворота предназначен для обеспечения вращательного движения руки манипулятора в горизонтальной плоскости с возможностью останова в крайних и двух заданных промежуточных положениях. Приводом модуля поворота служат сдвоенные пневмо-цилиндры, штоки-рейки которых входят в зацепление с шестерней, выполненной как одно целое с вертикальным валом.

Модуль вертикального перемещения осуществляет подъем и опускание руки манипулятора относительно колонны.

Модуль и его oSasHotveHue

ИепоЭдажиое основание (НО)

Телеткка подвижная [ТП]

Стол

поворотный. [СП]

Неподвижная колонна {НК)

Каретка вертикального хода {KB]

Платформа , . качающаяся [ПК]

Рука , . выдвижная (Рв)

Киста

поворотная [КП1]

Кисть поворотная, с двумя степенями подвижности 1КП2)

Захватное устройство одинарное {ЗУ1]

Захватное устройство . двойное {ЗУ2)

iO.5. пример агрегатно-модульного конструироВанш промышенныхроботов

Схема модуля

Конструктивно-компоновочно я схема манипулятора и его структурная формула (состав модулей)

Н0-НК-РВ-КП1-ЗУ1

Н0-ПК-РВ-КП1-ЗУ1

-ее:

Н0-НК-ЛК-РВ-КП1-ЗУ1

НО-СП-НК-РВ -КП1-ЗУ2

но-сл-пн-рв-т-зуг

но -СП-НК-ПК-РВ-КШ-ЗУ1

Н0-СП-НВ-РВ-НП1-ЗУ1

НО-СП-ПК-НК-РВ -КП1-ЗУ1

Н0-СП-КВ-ПК-РВ-КП1-ЗУ1

Н0-СП-КВ-РВ-КП2-ЗУ1

Н0-СП-ПК-КВ-РВ-НП2-ЗУ1

Н0-СП-КВ-ЛК-РВ-КП2-ЗУ1

о

н SB

9>12Н9

1085