2.3. Требуемое число степеней подвижности

Число степеней подвижности – сумма возможных движений захватного устройства манипулятора без учета движения захвата детали.

Для захвата и перемещения заготовки на станок и детали со станка необходимо 4 степени свободы рис.4.

Рис.4. Число степеней подвижности.

Первая степень подвижности 1– поворот манипулятора вокруг своей вертикальной оси.

Вторая степень подвижности 2 – подъем, опускание манипулятора.

Третья степень свободы 3 – выдвижение руки.

Четвертая степень свободы 4 – поворот схвата вокруг своей продольной оси.

2.4. Выбор системы координат основных движений и структурно-кинематической схемы пр

Системой координат основных движений для данного робота будет полярная цилиндрическая система координат (рис. 5) где:

Рис. 5. Цилиндрическая система координат ПР.

2.5 Погрешность позиционирования пр

2.5.1 Преобразование координат для выбранной структурно-кинематической схемы

₃₂

₁₀

Рис. 6. Структурно – кинематическая схема ПР.

Координаты точки D последовательно преобразуем из системы 3 в 2, из 2 в 1, из 1 в 0. В матричной записи формула преобразования будет иметь вид

где R₀ и R₃ – матрицы исходных и заданных координат, а именно:

Матрица Т₁₀

Матрица Т₂₁

Матрица Т₃₂

L_AB = 860 мм + h,

где h = 100мм – вертикальный ход руки манипулятора

860 мм – это высота неподвижной части робота

L_BD = L_BC + L_CD

где L_BD – полная длина руки манипулятора от центра вращения в горизонтальной плоскости (L_BD = R­_max)

L_CD = R_min = 960 мм – минимальный радиус рабочей зоны

L_BC = L = 600 мм –горизонтальный ход руки.

После перемножения матриц получим матрицу R₀ вида:

Координаты точки схвата определяются по формулам:

X₀ = -sin₁₀ * L_BD

Y₀ = cos₁₀ * L_BD

Z₀ = L_AB

X₀ = -sin₁₀ * (960 мм + L)

Y₀ = cos₁₀ * (960 мм + L)

Z₀ = 860 мм + h

2.5.2 Погрешность позиционирования

Линейную кинематическую ошибку определяем по формуле:

При линейных перемещениях φ₁₀=0˚; L=600 мм;Δх₀ = 0,1мм, Δy₀ = 0,1мм, Δz₀ = 0,1мм, то

Тогда

При повороте руки на 180˚: φ₁₀=180˚; L=600 мм;Δх₀ = 0,25мм, Δy₀ = 0,25 мм, Δz₀ = 0,25мм, то

Тогда

3 Расчет и конструирование механической системы пр

Промышленные роботы типа «Циклон-5» предназначены для автоматизации процессов загрузки и разгрузки технологического оборудования, межстаночного транспортирования и межоперационного складирования в механических заготовительных и других цехах.

Промышленный робот «Циклон-5 состоит из манипулятора и устройства циклового программного управления типа УЦМ-30. Для установки манипулятора на требуемой высоте от уровня пола используются винтовые домкраты.

Манипулятор является исполнительным механизмом ПР и включает в себя следующие основные сборочные единицы: 1) рука; 2) механизм подъема и поворота рук; 3) пневмосистема. Рука манипулятора выполнена в виде унифицированной конструкции, предназначенной для захвата, удержания, и ориентации в пространстве заготовок, деталей или технологической оснастки массой до 5 кг.

Для осуществления указанных выше операций механизм руки включает в себя приводы выдвижения и поворота кисти, а также захватное устройство (схват) с приводом зажима. Зажим и разжим схвата осуществляется сжатым воздухом.