2.5. Модульное построение пр

В последние годы все большее распространение получают модульные ПР. Модули это как бы кубики, из которых можно собирать различные конструкции ПР. Преимущества модульного построения любого модульного объекта:

а) сокращаются сроки разработки новых моделей т.о. (для этого достаточно создавать лишь некоторые новые модели),

б) сокращаются сроки разработки и наладки производственных систем на базе модульного оборудования,

в) упрощается обслуживание модульных объектов,

г) повышается надежность работы модульного оборудования.,

д) облегчается ремонт оборудования и сокращаются сроки ремонтных работ.

Недостатки модульного оборудования:

а) конструкция модульного оборудования усложняется вследствие неизбежного введения лишних узлов соединений, разъемов и пр.,

б) модульное оборудование имеет обычно худший вид, худшую эстетику, чем не модульное.

Модули ПР по назначению делят на три группы: соединительные модули, модули перемещений и рабочих органов. Примером модульного построения ПР является отечественный робот РПМ-25.

3 Приводы промышленных роботов

3.1. Общие сведенья о промышленных пр

Приводы ПР в значительной степени определяют динамические характеристики манипуляторов: ускорение, скорость движения рабочего органа, точность позиционирования и т.д. От типа и конструкции привода также зависят эксплуатационные показатели, габаритные размеры потребление энергии, уровень шумов возможность эксплуатации роботов в различных средах. Существует ряд показателей, по которым можно классифицировать приводы ПР.

По виду используемой энергии приводы можно разделить на пневматические, гидравлические, электромеханические и комбинированные.

При выборе типа привода необходимо учитывать:

- характер нагрузки на рабочий орган манипулятора и его промежуточные звенья;

- кинематические характеристики манипулятора;

- число точек и точность позиционирования;

- условия эксплуатации робота, характеристики окружающей среды.

Определенных ограничений для использования того или иного типа привода не существует. И тем не менее, пневматические приводы предпочтительнее для простых роботов с цикловым управлением и небольшой грузоподъемностью (до 10 кг).

Для роботов средней и большой грузоподъемности чаще всего используют гидропривод. В последние годы все чаще применяются электромеханические приводы.

3.2. Пневматический привод

Свыше четверти выпускаемых в мире ПР снабжены пневматическим приводом. Пневматические приводы применяют только для роботов небольшой грузоподъемности – до 10 кг (сверхлегкие и легкие).

Основные преимущества пневматических приводов:

- простота и надежность конструкции;

- высокая скорость выходного звена (до 1 м/с при линейном перемещении, 60 об/мин при вращении);

- экологическая чистота привода (за счет использования сжатого воздуха);

• возможность использования воздуха из заводской пневмосистемы с давлением

0,5…0,6 МПа;

- высокая точность позиционирования при работе по жестким упорам;

- возможность применения в агрессивных и пожароопасной средах;

- относительно высокий КПД до 80 %;

- простота компоновки элементов;

- низкая стоимость конструкции и низкие затраты на обслуживание.

Недостатки пневматического привода:

- нестабильность скорости выходного звена при изменении нагрузки (вследствие сжимаемости воздуха);

- необходимость демпфирования движения выходного звена привода в конце хода;

- наличие шума при работе.

По функциональному назначению пневмоустройства в приводе делятся на исполнительное, распределительное, управляющее.

Исполнительные устройства предназначены для преобразования энергии сжатого воздуха в энергию движения рабочих органов ПР.

Распределительные устройства – для изменения потоков сжатого газа в линиях.

Управляющие устройства обеспечивают заданную последовательность перемещений исполнительных устройств в соответствии с требуемым законом движения рабочих органов машины. С этой целью они передают соответствующие команды на распределительные устройства.

По типу используемых устройств различают приводы возвратно-поступательного и вращательного движений.

Первым исполнительным устройством является пневмоцилиндр на два положения (рис 3.1).

Рис. 3.1.

Вторым – поворотный пневмодвигатель (рис 3.2) или роторный лопастной пневмодвигатель (рис 3.3).

Рис. 3.2. Рис. 3.3.

Распределители в пневмоприводах – это обычные золотники, клапана, вентили и т.д.

Управляющие устройства бывают мембранами, струйками и струйко-мембранами.

Струйные элементы обладают большим быстродействием, но требуют усилительных каскадов. Мембранные устройства не требуют усилительных каскадов, однако уступают струйным элементам в быстродействии.

Одним из способов увеличения числа точек позиционирования при сохранении высокой точности выхода рабочего органа ПР в заданную точку является применение в конструкции роботов многопоршневых пневматических двигателей, одной из разновидностей которых является цифровой пневмопривод. Различают линейные цифровые пневмоприводы и ротационные цифровые пневмоприводы. На рисунке 4. изображен линейный цифровой пневмопривод. Он состоит из набора взаимосвязанных, индивидуально управляющих с помощью клапанов ₁, ₂… _n поршней с ходом х₁, х₂ …х_n.

Рис. 3.4