СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………...3

1. ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ………………………………………….…4
1. Типовые конструкции ПР………………………………………….…5
2. Классификация промышленных роботов……………………………9

1.3 Номенклатура основных показателей промышленных роботов …11

1.4   Управление промышленными роботами ………………………..…14

   1.4.1   Цикловое программное управление………………………..…17

   1.4.2   Позиционное и контурное программное  управление……… 21

2   РОБОТИЗИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ…………………………………25

ВЫВОДЫ……………………………………………………………………....28

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………...29

 

  ВВЕДЕНИЕ

  Роботы  как универсальные автоматы, ведущие  себя подобно человеку и выполняющие  часть его функций – яркий пример применения идей  писателей-фантастов  в  обычной жизни.  Может именно поэтому общепризнанного определения, что такое робот, до сих пор нет. Что касается  промышленных роботов, освобождающих рабочих от тяжелого, вредного, монотонного труда, то в нашей стране это понятие стандартизировано. В ГОСТ 25686 – 85 «Манипуляторы, автооператоры и промышленные роботы»  записано следующее определение: промышленный робот – это «автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая  из  исполнительного  устройства  в  виде  манипулятора,  имеющего  несколько  степеней  подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе  двигательных и управляющих функций». Одно из основных преимуществ промышленного робота (ПР) – возможность быстрой переналадки для выполнения задач, отличающихся последовательностью и характером действий манипулятора. Поэтому ПР органично вписываются в современное автоматизированное машиностроительное производство. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1   ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ

  Основным  элементом  любого ПР является механическая система, предназначенная для выполнения двигательных функций и реализации его технологического  назначения. Механическая система конструктивно  состоит из следующих основных узлов: несущих конструкций; приводов; исполнительных механизмов и захватных устройств. Захват и удерживание объекта  манипулирования выполняется захватным  устройством, которое устанавливается  на исполнительном механизме, часто  называемом — «ру­ кой» ПР.  Система программного управления служит для профаммирования  движений ПР, как правило, технологического оборудования, сохранения УП, ее воспроизведения и обработки.  Информационная система выполняет сбор, первичную обработку  и передачу в систему профаммного управления данных о функционировании узлов и механизмов ПР и о состоянии внешней среды (объекта манипулирования, технологического оборудования).

  Информационные  системы ПР по функциональному назначению подразделяют на  три подсистемы:

  1. Восприятия и переработки информации  о внешней  среде, в которой  работает ПР.

  2. Внутренней информации о состоянии   самого ПР.

  3. Обеспечения техники безопасности.

  

  Рисунок 1.1 – Структурная схема ПР 
 
 

       1.1   Типовые конструкции ПР

    Конструкция механической системы  ПР  зависит от служебного назначения, привода, системы управления и   ряда других факторов.  Напольные  ПР с качающейся вьщвижной  рукой работают в сферической  и цилиндрической системах координат  (рисунок 1.2, а). 

  

  Рисунок 1.2 – Типовые конструкции напольных ПР: 

  а — с качающейся выдвижной рукой, б — с горизонтальной выдвижной рукой и консольным механизмом подъема, в — с горизонтальной выдвижной рукой, установленной на подъемной каретке,  г — с многозвенной рукой

  Напольные ПР с горизонтальной вьщвижной рукой  и консольным  механизмом подъема  наиболее распространены. ПР с пневматическим  приводом и вьщвижной рукой (рисунок 1.2, б) работает в цилиндрической  системе координат. Рука 2 ПР представляет собой пневмоцилиндр с вьщвижным штоком, на конце которого установлено захватное устройство 3. На основании 7 расположены механизм поворота вокруг  вертикальной оси и механизм вертикального подъема руки.  Поворот вокруг вертикальной оси выполняется двумя пневмоцилиндрами, соединенными цепной передачей с блоком звездочек, смонтированным на поворотной колонне. Такие ПР выпускают в одно-,  двух-, трехруком исполнении. 

  Напольные ПР с горизонтальной выдвижной рукой  7, установленной на подъемной каретке 2 (рисунок 1.2, в), работают в цилиндрической  системе координат и могут обслуживать один или два станка. В ПР такого рода используют все виды приводов рабочих органов и их  комбинации, а также все известные виды систем управления. Грузоподъемность различных конструкций ПР от 1 до 1000 кг, число степеней подвижности от трех до семи. 

  Напольные работы с многозвенной рукой работают, как правило,  в ангулярной системе  координат, оснащаются гидравлическими  или  электрическими приводами и  управляются посредством позиционной  или контурной системы (рисунок 1.2, г). 

  Портальные  ПР. Преимуществами этих ПР является экономия  производственной площади и удобство обслуживания. Использование опорных систем большой длины позволяет компоновать участки с групповым обслуживанием станков одним ПР при линейном расположении оборудования.  ПР строят на основе агрегатно-модульного принципа. Новые модели ПР создаются на базе унифицированных агрегатных узлов и блоков. Это обеспечивает широкий диапазон конструкции ПР с техническими параметрами, которые наиболее полно соответствуют конкретным требованиям производства. На рисунке 1.3 даны варианты  принципиальных схем компоновок ПР, построенных на основе использования девяти различных модулей. 

  Захватные устройства ПР. Эти устройства предназначены для захватывания и удержания в определенном положении объектов ма­ нипулирования (заготовок или инструментов). ПР комплектуют набором типовых захватных устройств, которые можно менять в зависимости от конкретного рабочего задания. 

  Захватные устройства ПР классифицируют по принципу действия  и по способу управления, характеру базирования объекта  манипулирования, степени специализации. 

  По  принципу действия захватные устройства подразделяют на  механические, магнитные, электромагнитные, вакуумные с эластичными  камерами. По способу управления различают неуправляемые  командные, жесткопрограммируемые и адаптивные захватные устройства.

  

Рисунок 1.3 – Варианты принципиальных схем компоновок различных ПР

  Неуправляемые захватные устройства – устройства с постоянными магнитами или с вакуумными присосками без принудительного разряжения в виде разрезных упругих валиков, подпружиненных клещей и т. д. Эти устройства используют в массовом производстве при манипулировании с объектами небольшой массы и габаритных размеров. 

  На  рисунке 1.4, б показаны примеры неуправляемых механических  захватных устройств, в которых удержание детали осуществляется за  счет упругого воздействия зажимных элементов, а удаление производится посредством дополнительных приспособлений.

   

  Рисунок 1.4 – Захватные устройства ПР:

    а, б — неуправляемые механические, в — клещевой командный, г — широкозахватное центрирующее  со сменными губками, д — для установки заготовки в патрон токарного станка с ЧПУ, е — центрирующее с захватной камерой, ж — вакуумное

  Командные захватные устройства управляются  только командами  на захватывание или опускание объекта. На рисунке 1.4, в показано  клещевидное командное захватное устройство с рычажными механизмами.  В жесткопрограммируемых захватных устройствах, управляемых  системой управления ПР, усилие зажима и величина перемещения  губок могут регулироваться в зависимости от заданной программы. 

  На  рисунке 1.4, г показано широкозахватное центрирующее захватное  устройство со сменными губками, которые позволяют манипулировать  объектами различной формы. На штоке 4 пневмоцилиндра установлена планка 5, на которой шарнирно закреплены тяги 2, связанные с рычагами 3, К последним крепятся держатели 6, несущие сменные губки 7. Пе­ реналадка на другой тип объекта манипулирования выполняется перестановкой осей тяг 2 в дополнительные отверстия планки 5 сдвигом держателей 6 по  рычагам 3 и сменой держателей  6 или губок 7. При загрузке токарных станков с ЧПУ применяют центрирующие захватные устройства (рисунок 1.4, д), оснащенные подпружиненными упорами для фиксации объекта по торцу в момент смены баз. На рисунке 1.4, е показано  центрирующее захватное устройство с расширяющейся эластичной  камерой 2, которая закреплена на корпусе 1 пружинными кольцами 3.  При подаче сжатого воздуха через отверстия в корпусе камера раздувается и удерживает объект за счет силы трения.  В вакуумных захватных устройствах (рисунке 1.4, ж) для захвата изделий применяют различные виды присосок из резины или пластмасс. Для создания вакуума используют насосы различного типа, в большинстве случаев эжекторные, работающие под действием сжатого воздуха.  Электромагнитные захватные устройства по конструкции и области применения примерно аналогичны вакуумным, обладающим более простой конструкцией, более высокой скоростью захвата изделий и силой притяжения на единицу площади поверхности. Однако их можно применять только для изделий из магнитных материалов. 

       1.2   Классификация промышленных роботов 

  Как известно, классификация производится по классификационным  признакам. Таких  признаков для ПР известно достаточно много, приведём основные из них. 

  По  характеру выполняемых  операций ПР подразделяют на три группы:

  а) производственные, или технологические (ППР), – для основных  операций  технологических  процессов; 

  б)  подъемно-транспортные,  или  вспомогательные, выполняющие действия типа «взять –  перенести – положить»;

  в) универсальные для различных  операций – основных и вспо-могательных. 

  По  специализации ПР подразделяют на специальные, выполняющие строго  определенные  технологические операции  или обслуживающие конкретные  модели  технологического  оборудования;  специализирован- ные,  или целевые,  предназначенные для выполнения  технологических операций одного вида (сварки, сборки, окраски и т. п.) или для обслужи- вания определенной  группы  моделей технологического  оборудования,  объединенных общностью манипуляционных действий; универсальные,  или многоцелевые, ориентированные на выполнение как основных, так и вспомогательных технологических операций  различных видов и с раз- личными группами моделей технологического оборудования. 

  Системы основных координатных перемещений. По этому признаку  ПР делятся на системы с прямоугольной, полярной и ангулярной системами координат. 

  По  числу степеней подвижности. ПР имеют от трех до шести и более степеней подвижности. Принципиально трёх степеней подвижности достаточно для вывода концевой точки манипулятора в любую точку об- служиваемого роботом пространства. Ещё три степени подвижности не- обходимы, чтобы в этой точке осуществлять любую угловую ориентацию  захватного устройства или инструмента. Более шести степеней подвиж- ности необходимо при обходе каких-либо препятствий. 

  Грузоподъёмность. ПР делятся на сверхлёгкие (до 1 кг), лёгкие (до 10 кг),  средние (до 200 кг), тяжёлые (до 1000 кг) и сверхтяжёлые (свыше 1000 кг).  

  Конструктивное  исполнение. ПР выполняют встроенными в обору- дование, подвесными и напольными. 

  По  типу систем управления ПР делятся на три рода: программные,  адаптивные и интеллектные (с элементами искусственного интеллекта).  Все они обладают свойством быстрого перепрограммирования, причем у программных роботов перепрограммирование  производится  человеком,  после чего  робот действует автоматически.  В адаптивные  ПР  основы  программы действий  робота  закладываются человеком,  но  сам робот имеет свойство в определённых рамках  автоматически  перепрограмми- роваться в ходе технологического процесса в зависимости от обстановки.