Лекция 16

План лекции

16.1. Основные параметры ПР. Мобильность авто манипулятора, рабочая зона, компоновочная схема, система управления, точность позиционирования.

16.2. Индексация моделей АМ. Система построения индекса, примеры обозначений АМ и конкретных схем компоновок.

16.3. Особенности кинематики и конструкции АМ. Специфические элементы промышленных роботов.

16.4. Захватные устройства манипуляторов. Требования к захватным устройствам и их классификация.

16.5. Разновидности захватных устройств. Механические, магнитные и вакуумные захваты. Их характеристика и особенности.

16.1. Основные параметры пр. Мобильность авто манипулятора, рабочая зона, компоновочная схема, система управления, точность позиционирования

Мобильность ПР - это способность манипулятора совершать локальные (ориентирующие), региональные (установочные) и глобальные (перестановочные) движения.

Локальные движения совершаются в области, соизмеримой по своим размерам с размерами захвата манипулятора. Региональные движения - это перемещения захвата в различные зоны рабочего пространства, определяемые размерами звеньев руки, а также на расстояния, соизмеримые с размерами обслуживаемого оборудования. Глобальными называются движения манипулятора на расстояниях, превосходящих как размеры самого манипулятора, так и размеры обслуживаемого оборудования (например, при обслуживании группы станков).

По мобильности ПР делятся на 2 группы: стационарные манипуляторы, способные совершать локальные и региональные движения, и передвижные, обеспечивающие совокупность всех указанных трех видов движений. В некоторых случаях манипуляторы изготовляются с признаками сразу обоих исполнений и стационарного, и передвижного.

Рабочая зона манипулятора определяется пространством, в котором может находиться при работе захват манипулятора. Она характеризуется либо величиной объема обслуживаемого пространства, либо величинами наибольших перемещений захвата вдоль и вокруг каждой оси координат.

При особо точных операциях объем рабочей зоны не превышает 0,01 м³; для стационарных манипуляторов этот объем - до 10 м³; и свыше 10 М3 - при использовании передвижного ПР.

Линейные перемещения манипулятора оцениваются в мм, перемещения в цилиндрической или сферической системе координат и ротация (вращение) захвата - в град.

Объем и границы рабочей зоны во много зависят от возможной точности позиционирования манипулятора, под которой понимают наибольшее отклонение захватного устройства (его фиксированной точки) от заданного положения при неоднократном повторении цикла. Наиболее часто в станкостроении применяются ПР с точностью позиционирования порядка 0,20,3 мм. При особо точных установках точность позиционирования ПР составляет 0,11,0 мм; для грубых 1,05,0 мм. В значительной мере эти цифры отражают достигнутый технический уровень современных ПР и могут быть существенно скорректированы.

Указанные значения величин, характеризующих точность позиционирования, во многом зависят от скорости движения (линейной или угловой) конечного звена манипулятора. Наибольшее количество современных моделей ПР имеет линейную скорость руки до 1,5 м/с, а угловую - до 180 град/с.

Компоновочная схема манипулятора характеризует его кинематические и функциональные возможности.

ЭНИМСом предложено классифицировать компоновки манипуляторов в зависимости от используемой системы координат основных перемещений, причем предусмотрено 7 групп компоновочных схем (таблица 1 и рисунок). К 1-ой и 2-ой группам отнесены манипуляторы, имеющие перемещения в декартовой системе координат (плоской и пространственной). К 3-ей и 5-ой группам отнесены манипуляторы, имеющие перемещения в полярной системе координат (плоской, цилиндрической и сферической). К 6-ой и 7-ой группам отнесены манипуляторы, имеющие перемещения в сложной полярной системе координат (цилиндрической и сферической). Манипуляторы двух последних групп имеют шарнирную плечелоктевую конструкцию руки.

Использование той или иной компоновочной схемы определяется технологическими и конструктивными особенностями обслуживаемого оборудования.

За каждой группой компоновочных схем закрепляется ряд двухзначных индексов:

декартовая плоская от 00 до 19

декартовая пространственная 20 - 29

полярная плоская 30 - 39

полярная цилиндрическая 40 - 59

полярная сферическая 60 - 79

сложная полярная цилиндрическая 80 - 89

сложная полярная сферическая 90 - 99.

В зависимости от конструктивного исполнения каждая группа компоновочных схем подразделяется на подгруппы, характеризующие модификацию манипулятора. Модификация характеризуется несколькими признаками: числом рук; величинами перемещений; видом трассы и конструкцией опорной системы (тельферный, портальный, мостовой, напольный и т.д. манипуляторы); наличием дополнительных механизмов; конструктивным исполнением управления (автономная, встроенная) и др.

Каждая подгруппа компоновочных схем обозначается двухзначным индексом - от 00 до 99.

Система управления ПР может быть цикловой и числовой (позиционной, контурной и универсальной).

Для обозначения каждой системы приняты следующие индексы:

для системы ЧПУ - "Ц"

для системы позиционной ЧПУ - "Ф2"

для системы контурной (непрерывной) ЧПУ - "Ф3"

для системы универсальной ЧПУ - "Ф4"

Таблица 1

Система компоновочных схем ПР

Система координат основных движений			Обозначение	Схемы компоновок и их индексы
Декартова	Плоская		00-19	01	02	03	…	19
	Пространственная		20-29	20	21	22	…	29
Полярная	Плоская		30-39	30	31	32	…	39
	Цилиндрическая		40-59	40	41	42	…	59
	Сферическая		60-79	60	61	62	…	79
Сложная полярная	Цилиндрическая		80-89	80	81	82	…	89
	Сферическая		90-99	90	91	92	…	99

Рисунок. Примеры схем компоновок манипуляторов