1. Обзор литературных источников

Расчёты усилий захвата для манипулятора

1.1 Рабочие органы промышленного робота.

Сокращения: ЗУ – захватное устройство;

КПД – коэффициент полезного действия;

ПР – промышленный робот;

РО – рабочий орган;

ТП – технологический процесс;

ЧПУ – числовое программное управление.

Разнообразие моделей и конструкций промышленных роботов характеризуется двумя основными факторами:

а) большим количеством типоразмеров объектов, заготовок и изделий, которыми должен манипулировать робот;

б) разными физическими принципами действий РО.

Объекты (заготовка и изделия) могут иметь разные размеры, формы, массу, материал, а так же разные физические свойства. Как правило, современная ПР комплектуется набором типичных РО, которые можно менять в зависимости от требований ТП.

К РО принадлежит ЗУ, предназначены для взятия и удержание детали или изделия. К ним ставятся условия общего характера, связанные с конкретными условиями работы. Обязательные условия – это надёжность захвата и удержание объекта, стабильность его базирования, недопустимость поломки или разрушения.

При обслуживании одним ПР нескольких единиц оборудования использования широкодиапазонных ЗУ или автоматическая замена их может бить единственным решением, особенно если одновременно обрабатываются заготовки (детали) разной конфигурации и массы. По этому к ЗУ, которые работают в условиях серийного производства, предъявляются дополнительные условия:

а) широкий диапазон (возможность захвата и базирования деталей в широком диапазоне масс, размеров и формы их);

б) обеспечение захвата близко расположенных деталей;

в) лёгкость и быстрота замены.

В ряду случаев необходима автоматическая смена усилия сдерживания объекта в зависимости от его массы.

В последнее время разрабатываются конструкции ЗУ, способные забирать и базировать неориентированное расположенные объекты.

В современных ПР часто принимаются технологические РО, назначенные для выполнения конкретных ТП. К ним относятся, например, клещи для контактного точечного сваривания, горелка для дугового сваривания плавлением, распылитель для покраски и т.д.

Зажимные ЗУ удерживают деталь благодаря кинематическому действию рабочих элементов (губок, пальцев, клещей и т.д.) с помощью силы трения.

Вакуумные ЗУ обеспечивают силовые действия на объект благодаря использованию разных физических принципов. Наиболее распространенные вакуумные и магнитные ЗУ.

В зависимости от направления РО роботы могут оснащаться дополнительными приборами для использования ориентированных перемещений и некоторых технологических операций (гайковёртом, сверлильным прибором и т.д.).

За количеством рабочих позиций ЗУ делятся на одно- и многопозиционные, а за характером управления – на четыре группы:

а) неуправляемые ЗУ с постоянными магнитными или вакуумными присосками без принудительного разжижения (в таком ЗУ для снятия объекта необходимо приложить больше усилий, чем для его удержания);

б) командные ЗУ, управляются только по командам на захват или отпускание объекта (к ним принадлежат приборы с пружинным приводом, которые оснащены стопорным механизмом, что срабатывает через такт);

в) жёстко программируемые ЗУ, управление системой ЧПУ роботом (перемещение губок, взаимное размещение рабочих элементов и усилие сжатия в таких приборах изменяются в зависимости от заданной программы, что может управлять тоже работой вспомогательных технологических приборов);

г) адаптивные ЗУ – программные приборы, оснащённые разными датчиками внешней информации (формы изделия и состояние его поверхности, массы объекта, усилие сжатия и т.д.).

По характеру крепления к руке ПР все ЗУ можно поделить на четыре группы:

а) неизменные ЗУ, которые являются неотъемлемой частью конструкции робота, замену которых не предусмотрено;

б) сменные ЗУ – самостоятельные узлы с базовыми поверхностями для крепления к руке робота (крепление таких приборов не предполагает быстрой замены их);

в) быстро заменяемые ЗУ (а в общем виде РО могут крепится с помощью специальных механизмов и позволяют быструю замену их);

г) автоматически заменяемые ЗУ, которые обеспечиваются механизмами, что дают возможность исполнять автоматическую замену их.