2.2. Характеристика промышленного робота “Электроника нцтм-01"

Грузоподъемность, кг 3x2

Число степеней подвижности 5

Погрешность позиционирования +-0,5

Максимальные перемещения модулей:

горизонтальное - вдоль оси Х, мм 300

горизонтальное - вдоль оси У, мм 300

вертикальное - вдоль оси Z, мм 160

поворот вокруг оси Z, град. 90

Максимальные скорости перемещения модулей:

вдоль оси Х, м/с 0,05

вдоль оси У, м/с 0,1

вдоль оси Z, м/с 0,05

вокруг оси Z, рад/с 0,1

Рабочее перемещение каждой губки схвата не менее, мм 5

Напряжение электропитания, В 220

Потребляемая мощность, кВт 0,85

Тип привода комбинированный

Давление на входе пневмосистемы, МПа (0,3...0,6)

2.3. Устройство и принцип действия механизмов исполнительного устройства робота

2.3.1. Модуль вертикального перемещения

Модуль вертикального перемещения 1 (рис. 1) предназначен для вертикального перемещения объекта манипулирования. Он состоит (рис.2) из корпуса 2, в котором расположена штанга 3, на конце которой крепится захватное устройство 73. Штанга 3 перемещается в направляющей 4, представляющей собой шариковую втулку, закрепленную на нижнем конце корпуса модуля вертикального перемещения. Модуль вертикального перемещения крепится к ползуну 22 модуля продольного перемещения. Вертикальное перемещение штанги 3 осуществляется от электродвигателя 5, на валу которого жестко закреплено зубчатое колесо 6, входящее в зацепление с зубчатым колесом 7, которое жестко посажено на винт 8 шарико-винтовой пары. Гайка 9 жестко скреплена со штангой 3. Вращательное движение от электродвигателя 5 через зубчатую передачу 6 и 7 передается на шарико-винтовую пару 8 и 9, где преобразуется в поступательное движение гайки 9. Так как гайка 9 жестко связана со штангой 3, то штанга будет перемещаться поступательно.

Конечное положение модуля вертикального перемещения контролируется датчиком 10, который срабатывает от флажка 14. О промежуточных положениях модуля дает информацию фотоимпульсный датчик 11. Луч фотоимпульсного датчика 11 отсекается диском 12, имеющим прорези и кинематически связанным с выходным звеном (штангой 3). Каждому импульсу датчика соответствует линейное перемещение модуля, равное 0,4 мм.

2.3.2. Модуль продольного перемещения

Модуль продольного перемещения 2 (рис. 1) предназначен для горизонтального перемещения объекта манипулирования вдоль оси У. Он крепится основанием к модулю поворота 50 (рис.2).

Модуль продольного перемещения состоит из корпуса 15, в котором расположен ползун 22, перемещающийся в подшипниках 21, закрепленных в корпусе 20 (рис. 2 и рис. 3). Верхние и два боковых подшипника смонтированы на эксцентриковых осях 29, служащих для устранения люфтов между ползуном 22 и опорами качения 21. После выборки люфта ось 29 фиксируется винтом 30.

Рис. 3.

Вращательное движение от электродвигателя 16 через зубчатую передачу 23 и 24 передается на шарико-винтовую пару 25 и 26, где преобразуется в поступательное движение гайки 25. Так как гайка 25 жестко связана с ползуном 22, то ползун перемещается поступательно. Конечные положения модуля контролируются датчиками 17 и 18, которые срабатывают при подходе флажка 28. О промежуточных положениях модуля дает информацию фотоимпульсный датчик 19.

2.3.3. Модуль поперечного перемещения

Модуль поперечного перемещения 3 предназначен для горизонтального перемещения объекта манипулирования вдоль оси Х (рис. 1). Он служит основанием робота и состоит из корпуса 36 (рис. 2), в котором закреплены цилиндрические направляющие 37, предназначенные для перемещения каретки 38, к которой крепится своим основанием модуль поворота.

Вращательное движение от электродвигателя 39 через зубчатую передачу 40 и 41 передается на шарико-винтовую пару 42 и 43, где преобразуется в поступательное движение гайки 42. Так как гайка 42 жестко связана с кареткой 3, то каретка будет перемещаться поступательно. Конечное положение модуля контролируется датчиком 44, который срабатывает от флажка 47. О промежуточных положениях модуля дает информацию фотоимпульсный датчик 45.

2.3.4. Модуль поворота

Модуль поворота 4 (рис. 1) предназначен для поворота объекта манипулирования на угол 90 градусов вокруг оси Z. Он крепится своим основанием к модулю поперечного перемещения 35, а верхней подвижной частью соединяется с модулем продольного перемещения 15 (рис. 2). Механизм поворота (рис. 2 и рис. 4) состоит из корпуса 51, электродвигателя 52, на валу которого жестко закреплена коническая шестерня 54, входящая в зацепление с коническим колесом 55, связанным с водилом 56 и передающим вращение на мальтийский крест 57, закрепленный на колонне 53.

Для фиксации колонны 53 в крайних положениях используется выдвижной подпружиненный фиксатор 58, связанный через рычажную систему 59 с кулачком 60, жестко скрепленным с водилом 56.

При повороте колонны 53 в одно из крайних положений ролик 64 рычажной системы 59 съезжает с кулачка 60, давая возможность подпружиненному фиксатору 58 фиксировать крайние положения колонны 53.

При повороте колонны 53 в противоположное крайнее положение движение от электродвигателя 52 и коническую передачу 54 и 55 передается на водило 56. Мальтийский крест 57 остается неподвижным до тех пор, пока ролик 64 не наедет на кулачок 60 и через рычажную систему 59 не произойдет расфиксации колонны 53.

Конечные положения модуля контролируются датчиками 61, которые срабатывают при контакте с флажком 62, кинематически связанным с водилом 56.

Рис. 4.

3.5. Захватное устройство

Захватное устройство предназначено для захватывания, удержания и перемещения заготовки и детали (рис. 5). Оно состоит из двух схватов 71 и 72, расположенных под углом 90 градусов друг к другу, и механизма ориентации схватов 73.

Механизм ориентации 73 позволяет осуществлять поворот схватов 71 и 72 на угол  относительно оси 74, расположенной под углом 45 градусов к штанге 3 (рис. 2) модуля вертикального перемещения.

Приводом механизма ориентации является пневмоцилиндр 77, управление которым осуществляется через пневмораспределитель 75, а скорость поворота схватов 71 и 72 относительно оси 74 регулируется дросселями 76.

Поршень 78 пневмоцилиндра 77 снабжен зубчатой рейкой 79, входящей в зацепление с зубчатым колесом 80, закрепленным на оси 74, один конец которой жестко скреплен с подвижным корпусом 83.

При подаче воздуха в полость пневмоцилиндра 77 поршень 78 смещается и передает движение через рейку 79 на зубчатое колесо 80. При этом происходит поворот оси 74 на угол альфа, а, следовательно, и подвижного корпуса 83 со схватом 71 и 72. Угол поворота схватов 71 и 72 регулируется упорами 81 и 82, которые фиксируют после регулировки винтами (на схеме не показаны). В упоры 81 и 82 упирается ползун 84, имеющий рейку, входящую в зацепление с зубчатым колесом 80. На верхней части ползуна 84 имеются флажки 85, которые в крайних положениях подвижного корпуса 83 входят в контакт с датчиками 86 и 87 контроля конечного положения корпуса 83.

Схваты 71 и 72 предназначены для захвата и удержания деталей типа тел вращения по торцу. Каждый схват снабжен тремя подвижными губками 90, жестко скрепленными с зубчатыми рейками 91. Приводом схватов 71 и 72 являются пневмоцилиндры 93 и 101, управление которыми осуществляется от пневмораспределителей 75, расположенных в модуле поворота 50. Перемещение губок 90 осуществляется от штока 100 поршня 95 через червячную передачу 96 и 97 и реечную передачу 97 и 91. Для настройки хода губок схвата на заданный диапазон зажатия обрабатываемой заготовки по наружному диаметру служит зубчатая передача 98 и 99. Поворот вручную колеса 98 вызывает смещение губок 90.

2.3.6. Блок подготовки воздуха

Блок подготовки воздуха (рис. 6) предназначен для очистки, насыщения парами масла и регулирования давления, поступающего в пневмоцилиндры из магистрали сжатого воздуха.

Для очистки воздуха используются фильтр-влагоочиститель 1 (22-12х40 ГОСТ 1737-72). Для насыщения сжатого воздуха парами масла применяют маслораспылитель 2 (В 44-13 ТУ 2-05-1316-77). Регулирование давления сжатого воздуха осуществляется при помощи регулятора давления 3 (БВ 57-13 ТУ 2-053-126-75). Для визуального наблюдения за величиной давления сжатого воздуха служит манометр 4 (МТ 1-10 ТУ 25-02-72-75).

Вся пневмоаппаратура смонтирована на металлическом каркасе и соединена между собой трубопроводами.