Устройство и типовые конструкции пр.

По конструктивным признакам ПР можно разделить на следующие группы: напольные ПР с горизонтальной выдвижной рукой и консольным механизмом подъема; напольные ПР с горизонтальной выдвижной рукой, установленной на подъемной каретке, перемещающейся по направляющим поворотной колонны; напольные ПР с многозвенной рукой; портальные ПР с рукой, установленной на каретке, перемещающейся по монорельсу; специализированные ПР; напольные транспортные тележки (робокары); ПР для обслуживания автоматизированных складов.

Напольные ПР с выдвижной рукой и консольным механизмом подъема руки, являющиеся наиболее распространенными функционируют в цилиндрической или прямоугольной системе координат; привод — пневматический, электромеханический и в ряде случаев гидравлический; грузоподъемность 0,05—20 кг (отдельные ПР с гидроприводом имеют грузоподъемность до 60 кг).

ПР данной группы, предназначенные, как правило, дня выполнения транспортно – загрузочных операций, отличаются большим быстродействием, оснащены цикловыми системами управления и оснащены упорами, ограничивающими перемещения их подвижных узлов.

Напольные роботы с качающейся выдвижной рукой (рис. 7.4) работают в полярной сферической системе координат и имеют не менее пяти степеней подвижности.

В напольных ПР с многозвенной рукой (рис.7.5) все движения осуществляются путем относительных угловых поворотов звеньев руки, имеющих постоянную длину. Привод — следящий, электромеханический или электрогидравлический. Основными преимуществами многозвенной руки являются ее компактность и возможность обслуживания большой зоны при малых габаритах механизма.

Такие ПР применяют для автоматизации операций окраски, сварки сборки, обдирки литья, загрузки оборудования.

Портальные ПР с рукой, установленной на каретке, перемещающейся по монорельсу, применяются для обслуживания металлорежущих станков, автоматических линий гальванопокрытий. Достоинства таких ПР — экономия производственной площади и удобство обслуживания оборудования.

Портальные ПР можно разделить на две группы: 1) ПР с цикловым программным управлением, работающие в декартовой системе координат и предназначенные, как правило, для загрузки одного станка в условиях крупносерийного производства; 2) ПР с ЧПУ, обеспечивающие перемещение захватного устройства в направлении, перпендикулярном монорельсу (и имеющие вследствие этого более широкие технологические возможности), предназначенные для обслуживания нескольких единиц оборудования.

. Захватные устройства ПР

Захватные устройства ПР предназначены для захватывания и удержания в определенном положении объектов манипулирования. Эти объекты могут иметь различные размеры, форму, массу и обладать разнообразными физическими свойствами, поэтому захватные устройства являются сменными элементами. Как правило, ПР комплектуют набором типовых (для данной модели) захватных устройств, которые можно менять в зависимости от требований конкретного рабочего задания.

В случае необходимости ПР оснащают специальными захватными устройствами, предназначенными для выполнения определенных операций. К числу обязательных требований, предъявляемых к захватным устройствам, относятся надежность захватывания объекта, стабильность базирований. Наиболее распространенными являются механические захватные. Неуправляемые захватные устройства типа пинцета или типа клещей удерживают деталь благодаря упругим свойствам зажимающих элементов, а освобождают ее принудительно с помощью дополнительных устройств - Захваты такого вида применяют в условиях массового производства.

Неприводные захватные устройства со стопорными механизмами, обеспечивающими чередование циклов зажима и освобождения деталей, являются автономными и не требуют специальных команд от системы управления и дополнительного подвода энергии. Детали удерживаются усилиями пружин в результате самозатягивания или запирающего действия губок. Как правило, подобные устройства работают в вертикальном положении.

На рис. 7.10, а представлена схема устройства для захвата деталей (типа валов или фланцев) по наружному диаметру. На корпусе 7 закреплена направляющая 5, несущая запирающую планку 4. По направляющей

может скользить головка 3, в которой шарнирно закреплены губки.

Когда деталь удерживается губками захватного устройства, планка 4 ходит между верхними концами губок 1, препятствуя их раскрытию. При укладке детали на разгрузочную позицию технологического агрегата захватное устройство перемещается вниз до контакта детали с поверхностью, на которую устанавливают деталь. При этом головка З упирается в деталь и останавливается, а корпус 7 продолжает опускаться. Планка 4 опускается и высвобождает губки 1, которые расходятся под действием пружины 13. Одновременно срабатывает стопорное устройство, состоящее из свободно вращающейся защелки 11 помещенной на оси 12), нижней втулки 9 (закрепленной на корпусе 1) и верхней втулки 8.

Втулка 8 имеет выступы только снизу, а втулка 9 имеет зубцы б сверху и снизу и, кроме того, снабжена прорезью по форме защелки 11, у которой имеются треугольные выступы, смещенные относительно зубцов.

На рис. 7.10, в показано узкодиапазонное устройство для захвата деталей по внутреннему диаметру отверстия (разница в диаметрах 1,5—2 мм). Захватная часть состоит из конуса 1 и шариков 2, расположенных по окружности в обойме 3. Угол конуса должен быть меньше угла трения между шариками и деталью. Принцип работы устройства аналогичен описанному выше.

Командные захватные устройства в основном бывают клещевого типа. Движение губок обеспечивается пневматическим, гидравлическим или электромеханическим приводом.

Широкое применение получили клещевые командные захватные устройства с рычажными передаточными механизмами, обеспечивающими выигрыш в силе зажима детали.

На рис. 7.11 показаны клещевые захватные устройства с гидравлическим приводом и системой рычажных передач

Индексация моделей промышленных роботов [3] производится в следующем порядке: 1) целевое назначение; 2) вид оборудования; 3) грузоподъёмность; 4) тип системы программного управления; 5) условная компоновочная схема; 6) исполнение. Например, модель СМ40Ф2.80.01 расшифровывается: СМ – станочный манипулятор; 40 – грузоподъёмность; Ф2 – с позиционной системой ПУ; 80 – индекс схемы компоновки; 01 – конструктивное исполнение.

Рис. 4.3. Структурная схема промышленного робота [3].

Приводы промышленных роботов. Промышленные роботы выполняют с электромеханическим, гидравлическим, пневматическим и комбинированным приводом. Электромеханический привод имеет широкий диапазон грузоподъёмности. Для передачи движения от электродвигателя на кинематические звенья робота используются зубчатые, червячные, реечные, цепные и рычажные передачи. Недостатком электропривода является применение сложных передаточных механизмов, малые скорости перемещения звеньев. Пневматический привод распространён для роботов с грузоподъёмностью до 10 кг. Его конструкция проще, дешевле и надёжнее в эксплуатации. Но при этом есть ряд недостатков: мягкая механическая характеристика, потребность в специальных тормозных устройствах для позиционирования.[4]

Для ПР с грузоподъёмностью свыше 20 кг применяют гидропривод. Он имеет высокую энергоёмкость, быстродействие, стабильность скорости. Основные недостатки гидропривода: чувствительность к изменению температуры, утечки рабочей жидкости, высокая квалификация обслуживающего персонала.