2. Теоретические положения

Промышленный робот - это автоматически действующая машина для выполнения операций по перемещению различных объектов с целью автоматизации производственных процессов, отличающихся возможностью и быстротой перехода на новые операции.

Промышленный робот конструктивно состоит из следующих основных частей: исполнительной - в виде манипулятора-руки (или манипуляторов) и устройства передвижения для подвижного робота; управляющей - в виде управляющего устройства робота. Манипуляторы и устройства передвижения представляют собой исполнительные органы робота и соответственно являются объектом управления для управляющего устройства. Манипулятор робота представляет собой обычно многозвенный механизм с числом степеней подвижности от трех до девяти и поступательными или вращательными сочленениями, заканчивающийся рабочим органом в виде захвата, вакуумной присоски или какого-либо специального технологического инструмента (сварочная головка, пульверизатор, гайковерт и т.п.). Каждая степень подвижности манипулятора имеет двигатель (пневматический, гидравлический, электрический). Существуют манипуляторы с одним двигателем на несколько степеней подвижности, снабженные механизмами распределения движения (муфты и т.п.).

В состав управляющего устройства конструктивно входят: пульт управления, с помощью которого оператор осуществляет ввод и контроль задания; запоминающее устройство, в котором хранятся программы работы и другая необходимая информация; вычислительное устройство, в котором реализуется алгоритм управления роботом; блок управления приводами манипулятора и устройства передвижения.

Промышленный робот имеет два режима работы: режим программирования, при котором в запоминающее устройство заносится программа функционирования робота, и режим выполнения технологической операции. Тип промышленного робота характеризуется следующими основными признаками: количество манипуляторов (механических рук), количество степеней подвижности, тип привода и системы управления, класс точности и тип исполнения.

Наиболее распространенный вариант конструктивного выполнения манипулятора - автономного от управляющего устройства - включает части приводов отдельных звеньев манипулятора и его рабочего органа – собственно двигателя, передаточные механизмы и чувствительные устройства обратной связи, вместе именуемые приводными устройствами. Кроме того, на манипуляторе можно разместить чувствительные устройства, дающие информацию о внешней среде в управляющее устройство робота в целом.

Манипуляторы промышленных роботов имеют разомкнутые (открытые) кинематические связи, первые звенья (стойки) которых являются корпусом манипулятора, а последние – несут рабочие органы робота.

По характеру движений, совершаемых манипуляторами с помощью переносных степеней подвижности, их делят на четыре группы: на работающие в прямоугольной, цилиндрической, сферической и комбинированной системах координат.

К манипуляторам, работающим в прямоугольной системе координат, относятся те, переносные степени подвижности которых обеспечивают независимое изменение соответствующих им координат X ,Y и Z рабочего органа робота.

К манипуляторам, работающим в цилиндрической системе координат, относятся те, переносные степени подвижности которых обеспечивают независимое изменение соответствующих им координат r, φ и Z рабочего органа робота.

У манипуляторов, работающих в сферической системе координат, переносные степени подвижности обеспечивают независимое изменение соответствующих координат ρ, φ и θ.

Программное управление — простой тип системы управления, используется для управления манипулятором на промышленных объектах. В них отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются. Для программирования робота могут применяться среды программирования типа VxWorks/Eclipse или языки программирования: Forth, Оберон, Компонентный Паскаль, Си. В качестве аппаратного обеспечения используются промышленные компьютеры в мобильном исполнении PC/104 реже MicroPC. Может происходить с помощью ПК или программируемого логического контроллера.

Технические данные:

Оси	4
Нагрузка на запястье, кг	30
Макс. рабочий радиус, мм	360
Вес	70
Повторяющаяся точность позиционирования, мм	±0,5
Установка	Неподвижный портал
Вибрации, м/м2	Ниже 0,5

Кинематическая схема промышленного робота:

Схема рабочей зоны манипулятора:

Описание конструкции захватного устройства

Адаптивное управление — роботы с такой системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые датчиками, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т. д.

Основанное на методах искусственного интеллекта.

Управление человеком (например, дистанционное управление).

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом.

Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.

Подчинённое управление.

Управление роботом может осуществляться как человеком-оператором, так и системой управления промышленным предприятием (ERP-системой), согласующими действия робота с готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций.

Вывод: Я научился закреплять теоретические знания об устройстве и конструктивные особенности промышленных роботов, получил практические навыки их применения.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

Кафедра технологии нефтегазового оборудования и технологии машиностроения

Отчёт

По практическому занятии. №3