4.5. Общие понятия о приводах промышленных роботов

Приводы манипуляторов в совокупности представляют собой двигательную систему роботов, которые состоят из силовых двигателей, передаточных и исполнительных механизмов.

Кроме того, у них имеется делительно-преобразующие устройства и датчики перемещения исполнительных звеньев.

Выбор типа привода зависит от назначения и условий эксплуатации ПР, от вида системы управления, грузоподъемности и динамических характеристик конструкции ПР.

Общие требования к любому виду приводов:

1 – минимальные габаритные размеры, массу и инерцию;

2 – высокие энергетические показатели (мощность к массе);

3 – возможность работы в автоматическом режиме при минимальном времени

разгона и торможения;

4 – высокую удельную мощность и КПД;

5 – большой коэффициент усиления мощности (отношение сигнала управления

к выходной мощности);

6 – большое рабочее усилие (момент на выходе);

7 – широкий диапазон регулирования скоростей, характеристики с большим

запасом устойчивости и плавности движения;

8 – быстродействие – движение исполнительного механизма с высокими

скоростями и минимальными погрешностями;

9 – достаточная точность фиксации заданных перемещений

(с точностью до 0,01мм);

10 – малая масса элементов привода при высоком КПД всей конструкции;

11 – обеспечение безопасности (путем минимизации времени торможения,

легкости отключения привода и снятия прикладываемых усилий);

12 – возможность встраивания систем охлаждения и терморегулирования

для обеспечения тепловых режимов работы привода и стабильности

его характеристики;

13 – удобство монтажа, обслуживания, ремонта, переналадки;

14 – низкий шум;

15 – экономичность расхода энергоносителя при высоком КПД;

16 – невысокую стоимость;

17 – и др.

По функциональному признаку делятся на регулируемые и следящие. Регулируемые приводы работают, в основном, с ЦПУ (цикличным программным управлением). Следящие приводы с ЧПУ и применяются тогда, когда необходима фиксация движения в любой точке.

Приводы исполнительных органов-манипуляторов могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими и комбинированными. Комбинированные схемы двигателей возможны двух типов:

• с расположением двигателя в общем приводном блоке;

• с установкой двигателей во вспомогательном блоке.

Исполнительные современные приводы поставляются всегда поставляются всегда комплектно, например, комплектногидравлический привод состоит из гидромотора или цилиндра, системы регулирования скоростей и мощности, блоки обратной связи по скорости и мощности, а также надежные быстродействующие тормозные устройства. В качестве двигателей применяются цилиндры. При этом применяются, в основном, для возвращательно-поступательных и поворотных движений. Кроме того, применяются поршневые двигатели.

Для эл.приводов существуют специальные двигатели с э/м-тормозами, управлением рот ЧПУ, позволяют осуществить многопозиционное управление. В малых и средних роботах применяются высокомоментные шаговые приводы. Они имеют следующие двигатели:

Шаговые;

Силовые шаговые э/д;

Линейные.

Конструкции передаточных механизмов роботов (редуктора) отличаются большим разнообразием: цилиндрические, червячные и конические зубчатые; реечные, зубчатые, рядные, волновые, винтовые, цепные, тросовые, ленточные с зубчатыми …… ремнями, фрикционные и др.

Приводные валы в передаточных механизмах выполняются в виде прямоугольника, шлицевые, со шпонками, шариковые шлицевые и др.

В качестве усилителя преобразующих устройств применяются гидравлические усилители с электрогидравлическим пр-м ЭГП, с упругой или жесткой обратной связью. Усиление сигнала, а также применение ее для эл/гидравлических следящих систем осуществляется при помощи усилителей сигнала ошибки магнитных, электронных, п/пров. и др.

Их преимущества: высокое быстродействие, большой коэффициент усиления, возможность суммирования с сигналом обратной связью, возможность корректирования.

В качестве датчиков обратной связи, измеряющих и преобразующих вых. К-му в электрический сигнал используются потенциометры, сельсины, вращающиеся тр-ры, индуктивные датчики, кодовые датчики, линейные инерционные потенциометры. В качестве направляющих линейного перемещения с целью уменьшения сил сопротивления, в основном, применяются направляющие качения.

Движение манипулятора осуществляется от упора до упора. Часто применяются подшипники скольжения. В поворотных движениях часто применяются радиально-упорные подшипники.