3. Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
3.1. Название и цель работы.
3.2. Назначение, устройство, принцип действия и технические характеристики ПР "Электроники НЦТМ-01".
3.3. Конструктивно-компоновочные схемы исполнительных устройств, изучаемых модулей или захватного устройства (задаются преподавателем).
4. Контрольные вопросы
4.1. Назначение промышленного робота "Электроника НЦТМ-01".
4.2. В какой системе координат работает ПР "Электроника НЦТМ-01"?
4.3. Основные технические характеристики ПР "Электроника НЦТМ-01".
4.4. Передаточные механизмы модулей ПР, их достоинства и недостатки.
4.5. Конструктивные особенности модулей вертикального, поперечного, продольного перемещений и модуля поворота.
4.6. Типы приводов, используемые на степенях подвижности ПР, включая захватное устройство.
4.7. Назначение, конструктивные особенности и принцип действия захватного устройства.
5. Библиографический список
Промышленный робот "Электроника НЦТМ-01". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 106 с.
Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА РМ-01
1. Цель работы
Целью работы является изучение назначения, технических характеристик, состава , устройства и принципа действия промышленного робота РМ-01.
2. Теоретические сведения
2.1 Назначение, состав, технические характеристики ПР РМ-01
Промышленный робот РМ-01 представляет собой универсальный электромеханический робот с контурной системой управления от ЭВМ.
Робот предназначен для автоматизации основных технологических и вспомогательных операций при обслуживании технологического оборудования в составе гибких производственных модулей или систем. Гибкость программирования и возможность сопряжения со сложными системами позволяют применять робот при сборке и монтаже изделий , сортировке, разгрузке - загрузке, упаковке, при склеивании и окраске, дуговой сварке, зачистке и при решении других задач.
Робот состоит из двух основных частей: манипулятора модели ''PUMA-560'' и устройства управления ''СФЕРА-36'', соединенных между собой кабелями.
Технические характеристики манипулятора и устройства управления промышленного робота РМ-01 приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Наименование характеристики |
Значение |
Манипулятор "PUMA-560" 1. Число степеней подвижности 2. Тип привода
3. Грузоподъемность, включая оснастку, кг 4. Точность позиционирования, мм 5. Статическое усилие в рабочей точке оснастке, не более, Н |
6 Электромеханический с двигателями постоянного тока 2,5 0,1
60 |
6. Скорость движения с максимальным грузом: по свободной траектории, не более, м/с по прямолинейной траектории, не более м/c 7. Ускорение при максимальном грузе, не более, g 8. Рабочее пространство 9. Параметры степеней подвижности: максимальное перемещение, град 1 сустав (колонна ) 2 сустав (плечо) 3 сустав (локоть) 4 сустав (поворот кисти) 5 сустав (качание кисти) 6 сустав (фланец кисти) максимальная скорость, град/с 1 сустав (колонна ) 2 сустав (плечо) 3 сустав (локоть) 4 сустав (поворот кисти) 5 сустав (качание кисти) 6 сустав (фланец кисти) 10. Способ установки манипулятора на рабочем месте 11. Фланец для монтажа оснастки
12. Масса манипулятора, кг |
1,0 0,5 1,0 Сфера радиусом 0,92 м
320 266 284 280 200 520
1,4 0,9 2,1 4,0 4,2 4,0
Напольный, подвесной Диаметр 41,3 мм, 4 отв. М5 53 |
Устройство управления ''СФЕРА-36'' 1. Принцип построения
2. Способ управления 3. Способ программирования
4. Язык программирования 5. Устройство обучения и программирования
6. Емкость памяти оперативного запоминающего устройства, К/слов
7. Внешнее запоминающее устройство
8. Число каналов связи с внешним оборудованием входы: 24 В постоянного тока, 15 мА выходы: 24 В постоянного тока , 2 А 9. Питание от сети напряжения, однофазное, В частота, Гц мощность, не более кВт 10. Габаритные размеры стойки: ширина, мм глубина, мм высота, мм 11. Масса, кг |
Двухуровневое, микропроцессорное Контурно-позиционный Аналитический с обучением ARPS Дисплей с клавиатурой, пульт ручного управления 12 с произвольным доступом и резервным питанием от аккумуляторов НГМД, емкость одного сформатированного диска 33,8 К/слов
32 32 220 50 2
605 665 1870 280 |
Показатели надежности 1. Наработка на отказ, не менее, час 2. Средний срок работы, не менее, лет |
500 10 |
Условия окружающей среды 1. Рабочая температура, С 2. Температура хранения , С 3. Колебания напряжения питания , % 4. Колебания частоты, Гц 5. Относительная влажность, не более, % 6. Вибрации, не более, g |
+5 35 40 -15 10 1 80 0,5 |
Рабочая зона манипулятора робота РМ-01 показана на рис. 1
2.2 Устройство и принцип действия
Манипулятор ''PUMA-560''- антропоморфный шарнирный манипулятор с шестью степенями подвижности и двигателями, расположенными на звеньях, работающий в угловой системе координат. Звенья манипулятора соединяются друг с другом в суставах и вращаются вокруг осей, проходящих через центры суставов.
Оси вращения звеньев и диапазоны перемещений показаны на рис. 2 и приведены в табл. 2.
Таблица 2.
НАИМЕНОВАНИЕ |
ОПИСАНИЕ |
Колонна (сустав 1)
Плечо (сустав 2)
Лопасть(сустав 3)
Кисть (сустав 4)
Кисть (сустав 5)
Кисть (сустав 6)
|
Ось сустава 1 перпендикулярна плоскости, на которой установлен манипулятор, и совпадает с осью симметрии колонны Ось сустава 2 перпендикулярна оси сустава 1 и совпадает с осевой линией плеча Ось сустава 3 параллельна оси сустава 2 Сустав 4 вращается перпендикулярно оси сустава 3 Ось сустава 5 перпендикулярна суставу 4 Ось сустава 6 перпендикулярна оси 5 и совпадает с осевой линией монтажного фланца |
Рис. 1. Рабочая зона манипулятора
Рис. 2. Степени подвижности манипулятора
Звенья манипулятора показаны на рис. 2, и они носят название: колонна, плечо, верхняя рука, предплечье, кисть. Внутри звеньев манипулятора располагаются электродвигатели и передаточные механизмы. Для обеспечения максимальной при минимальной массе звенья верхней руки и предплечья имеют моноблочную конструкцию, при которой наружные пластины (кожух) сборочного узла несут всю или часть нагрузки.
Каждое звено имеет свой следящий привод постоянного тока с постоянными магнитами. Передача движения от двигателя к звену осуществляется через зубчатые редукторы.
Текущее положение манипулятора определяется по отношению к известному (абсолютному) положению. Установка абсолютного положения (калибровка) производится с помощью потенциометров. Калибровка выполняется всякий раз после включения питания робота. Для управления движением манипулятора необходимо постоянно контролировать положение и скорость движения звеньев. Для этого в съемном корпусе на торцевом фланце каждого двигателя установлены в одном комплекте потенциометр и импульсный фотоэлектрический датчик. Вращение датчика обеспечивается от вала двигателя через скользящую дисковую муфту. Сигналы от датчиков индицируют положения звеньев, а скорость вычисляется на основе этих сигналов.
Электродвигатели всех звеньев оснащены электромагнитными тормоза, которые включаются при выключении питания двигателей. При этом манипулятор блокируется в том положении, в котором он стоял в момент выключения питания. Тормоза включаются также при случайном пропадании питания, что обеспечивает безопасность операторов и исключает поломку манипулятора. Для техобслуживания и ремонта тормоза могут быть выключены, и тогда манипулятор можно перемещать вручную.
Манипулятор сопряжен с системой управления двумя кабелями. По одному кабелю подается питание на электродвигатели, а по другому передаются сигналы от импульсных датчиков и потенциометров.
2.3. Первая степень подвижности – колонна
Электродвигатель первой степени подвижности установлен в кожухе вне нижней части колонны. Передаточный механизм представлен на рис. 3. Прямозубая цилиндрическая ведущая шестерня 2, нарезанная на валу электродвигателя 1, приводит в движение такую же ведомую шестерню 3, укрепленную на промежуточном шкиве. Ведущая шестерня 5 с другой стороны шкива входит в зацепление с большой шестерней 4, прикрепленной к основанию корпуса 6, что заставляет поворачиваться последнее вокруг продольной оси колонны 7.
2.4. Вторая степень подвижности – плечо
Двигатель и двухступенчатая зубчатая передача, помещенные в корпусе верхней руки 6, показаны на рис. 4. Коническая ведущая шестерня 4 электро- двигателя 5 приводит в движение коническую ведомую шестерню 3, установленную на промежуточном валу. В другом конце промежуточного вала находится цилиндрическое зубчатое колесо 1, вращающее стационарно закрепленный к плечу зубчатый венец 2. Шестерня 1 ''обходит'' плечо, заставляя верхнюю руку 6 поворачиваться вокруг оси плеча.
2.5. Третья степень подвижности - локоть
Двигатель третьей степени подвижности также расположен в корпусе верхней руки 4, рядом с двигателем второй степени подвижности. Двухступенчатый передаточный механизм этой степени подвижности представлен на рис. 5. Зубчатая передача расположена в верхней руке 4 со стороны локтя и соединяется с двигателем с помощью ведущего вала через упругую муфту. Коническая ведущая шестерня 5 приводит во вращение коническую ведомую шестерню 6, закрепленную на промежуточном валу. В другом конце промежуточного вала установлено цилиндрическое зубчатое колесо 3, которое вращает прикрепленный к предплечью 2 зубчатый венец 3 и таким образом вращает все предплечье вокруг оси локтя.
2.6. Четвертая, пятая и шестая степени подвижности – кисть
Для уменьшения момента инерции предплечья двигатели расположены в ближнем к оси локтя конце предплечья. Передача от двигателей на зубчатые шестерни кисти осуществляется через упругие муфты и промежуточные валы 6,7,8. Данные устройства приведены на рис. 6.
Приводной вал 6 сустава 4, осуществляющий вращение кисти и идущий от электродвигателя 1 к кисти 9, передает вращение на две пары цилиндрических колес с прямым зубом. Дальше вращение передается на зубчатый венец, вращающий кисть.
Приводной вал 7 сустава 5, осуществляющий качание кисти и идущий от электродвигателя 2 к кисти 9, передает движение через одну пару конических зубчатых колес.
Рис. 6. Передаточные механизмы 4-й, 5-й, 6-й степеней подвижности
Стандартный схват снабжен пневмоцилиндром двойного действия, осуществляющим параллельное сжатие и разжатие губок схвата, которые разрабатываются исходя из конкретного применения. Схват крепится к монтажному фланцу с помощью 4-х болтов М5.