Лекция №12

5.7.Разработка конструкции робота Последовательность разработки конструкции пр, принципы, требования, конструктивные особенности.

1. Как известно основными исходными данными определяющими конструкцию

ПР являются:

• назначение ПР и условия эксплуатации;

• требуемый тип (напольный, подвесной и т.п.);

• грузоподъемность и т.д.;

• технологическое оборудование работающее в РТК

• технологическая оснастка и т.п.;

• и т.д.

2. Исходя из данных, определяют:

• схему движения деталей или инструмента в производственном процессе

• номенклатуру техпроцессов на которых будет использоваться робот;

• габаритные размеры оборудования и ПР

• циклограмму работы оборудования, а исходя из нее скорости и ускорения объекта перемещения с помощью робота;

• изменение базовых деталей в процессе обработки;

• свойства техпроцессов влияющих на точность позиционирования;

• расположение ПР в РТК;

• параметры окружающей среды

3. После анализа проводят расчеты основных параметров несущей механической системы НМС, которая определяется кинематикой движения деталей в процессе производства габаритами, размерами и расположением оборудования и исполнительной механической системы (ИМС), которая определяется циклограммой работы модулей РТК, массой перемещаемых деталей, погрешностью (допускаемой) позиционирования.

4. Расчет НМС ведут в следующем порядке:

• исходя из ТТ по кинематике движений детали, габаритных размеров оборудования и оснастки определяют кинематическую структуру и длину звеньев НМС манипулятора;

• на основании требований позиционирования и грузоподъемности руки определяют допустимое значение нижнего предела 1-ой гармоники собственной частоты колебаний НМС (динамические характеристики);

• в зависимости от допустимого значения нижнего предела 2-й гармоники собственной частоты колебаний НМС определяют размеры и конструкцию звеньев манипулятора и узлов.

5. Расчет ИМС выполняют в следующем порядке:

• выбор структуры ИМС, т.е. состава ИМС и связи ее элементов

между собой (передающего механизма, передающих связей, мест

связей этих механизмов с датчиками положений и датчиками

скорости), из условий реализации заданной грузоподъемности,

необходимой точности, максимальных скоростей перемещения

исполнительного органа и выбранного типа и схемы привода;

• расчет передаточного числа и выбор типа передающего и

исполнительного механизма и передающих связей;

• определение размеров передающих связей и жесткости остальных

элементов ИМС.

6. Порядок конструирования приводов ПР можно разбить на две группы.

На этапе конструирования первой группы привода рассматриваются независимо по каждой степени подвижности. Взаимное влияние учитывается введением диапазонов изменения инерционных характеристик нагрузки и максимального момента нагрузки.

Необходимые числовые данные определяются по итогам проектирования модулей степеней подвижности, а также получаются в результате исследования кинематики и динамики манипулятора.

На этапах конструирования второй группы анализируют работоспособность приводов робота при совместных движениях; проверяют выполнение технических условий; при необходимости рассчитывают дополнительные компенсационные воздействия на приводы, осуществляющие развязку.

В дальнейшем основное внимание уделяется этапам конструирования первой группе, которые являются определяющими, так как позволяют выбрать элементы, в целом построить структурные схемы и рассчитывать параметры приводов.

7. К основным этапам конструирования и проектирования относятся;

• определение исходных для расчета (параметры режимов

движения);

• выбор основных элементов приводов (исполнительный двигатель,

редуктор, датчики положения и скорости и требования к усилителям мощности)

• построение структурной схемы системы и определение

динамических характеристик выбранных элементов;

• определение синтеза динамических характеристик привода и

функциональных блоков;

• проверочный расчет определяют показатели качества в переходных

процессах.

8. Кроме основных этапов конструирования возможны и дополнительные этапы, связанные с учетом:

• упругой податливости элементов редуктора и звеньев манипулятора;

• нелинейности характеристик отдельных элементов приводов (люфта в редукторе, сухого трения в шарнирах, ограничения в усилителе, насыщение в магнитной системе двигателя);

• неточной компенсации взаимного влияния при совместной работе приводов по различным степеням подвижности.