Типовые конструкции промышленных роботов

Конструкция механической системы ПР зависит от служебного назначения, привода, си­стемы управления и ряда других факторов.

Напольные ПР с качающейся выдвижной рукой работа­ют в сферической и цилиндрической системах координат /рис.76а/.

Напольные ПР с горизонтальной выдвижной рукой и консольным механизмом подъема наиболее распространены, ПР с пневматическим приводом и выдвижной рукой /рис.766/ ра­ботает в цилиндрической системе координат. Рука 2 ПР пред­ставляет собой пневмоцилиндр с выдвижным штоком, на конце которого установлено захватное устройство 3. На основании I 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 1, уста­новленной на подъемной каретке 2 /рис.76в/ работают в цилин­дрической системе координат и могуг 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 ог 1 до 1000 кг, число степеней подвижности от трех до семи.

Напольные роботы с многозвенной рукой работают, как правило, в ангулярной системе координат, оснащаются гидрав­лическими или электрическими приводами и управляются по­средством позиционной или контурной системы /рис.76г/.

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 соответ-

ствуют конкретным требованиям производства. На рис.77 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 манипулирования /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 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 различа-

ют неуправляемые командные, жесткопрограммируемые и адап­тивные захватные устройства.

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 рис.78а,б показаны примеры неуправляемых механи­ческих захватных устройств, в которых удержание детали осу­ществляется за счет упругого воздействия зажимных элементов, а удаление производится посредством дополнительных приспо­соблений.

Командные захватные устройства управляются только командами на захватывание или опускание объекта. На рис.78в 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 рис.78г показано широкозахватное центрирующее за­хватное устройство со сменными губками, которые позволяют манипулировать объектами различной формы. На штоке 4 пневмоцилиндра 1 установлена планка 5, на которой шарнирно закреплены тяги 2, связанные с рычагами 3. К последним кре­пятся держатели 6, несущие сменные губки 7. Переналадка 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 центрирую щие захватные устройства /рис.78д/, оснащенные подпружи­ненными упорами для фиксации объекта по горцу в момент смены баз. На рис.78д 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 /рис.78ж/ 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.

Системы управления ПР. В зависимости от служебного назначения ПР структуры систем автоматического программно­го управления отличаются как по составу, так и по организации взаимодействия между составляющими элементами. Каждую из типовых систем управления ПР можно рассматривать как част­ный случай системы, структурная схема которой дана на рис.79.

Информацию о требуемой траектории перемещения за­хватного устройства ПР записывают с помощью устройства ЗДУ. Эту операцию называют программированием систем управления ПР. Управляющее устройство /УУ/ реализует алгоритмы управле­ния, которые обеспечивают выполнение программных движений, синхронизируют работу всех подсистем ПР совместно с внешним оборудованием /ВО/, ведут контроль состояния системы и выдают информацию в блок индикации /БИ/.

Сигналы выработанные УУ, преобразуются в устройствах сопряжения /УС/ и поступают в подсистему привода манипуля­тора /ПМ/, которые согласно программе перемещают звенья манипулятора М. Истинное положение этих звеньев опреде­ляется посредством ДОС. Информация от ДОС, преобразован­ная в УУ используется для управления. При некоторых способах программирования эта информация передается в запоминающее устройство /ЗУ/.

Система может работать в одном из двух режимов: про­граммирование и автоматическое воспроизведение программных движений.