Структура, класифікація і складові елементи ПР

Типові схеми РТК.

Роботизовані технологічні комплекси.

Компоновки ПР з технологічним обладнанням.

Захватні пристрої ПР.

Агрегатно-модульний принцип компонування ПР.

Основні принципи проектування роботів.

Структура, класифікація і основні елементи ПР.

Лекція №6 Робототехнічні комплекси в гнучких виробничих системах

6.6 Технологічна підготовка РТК.

Структура робота, що взаємодії з навколишнім середовищем (НС) та людиною-оператором, спрощено може бути проілюстрована схемою, що зображена на рис. 6.1.

Рисунок 6.1 – Узагальнена структура робота

Згідно схеми робот складається з чотирьох систем: виконавча або рухома (ВС); керуюча або інтелектуальна (КС); інформаційно-вимірювальна або сенсорна (ІВС) та система зв'язку або мова робота (СЗ). До навколишнього середовища (НС) відноситься технічне обладнання, об'єкти маніпулювання, перешкоди в робочій зоні.

ВС – призначена для відпрацьовування керуючих сигналів, що сформовані керуючою системою. Виконавчою системою у роботах є механічні маніпулятори, пристрої переміщення, електромагнітні та пневматичні маніпуляційні пристрої.

ІВС – призначена для сприйняття та перетворення інформації про стан навколишнього середовища, результати його взаємодії з ВС та стану самого робота у відповідності з погребами керуючої системи. Елементами ІВС є теле- та оптико-електронні пристрої, лазерні та ультразвукові далекоміри, давачі тощо.

КС – формує закон керування для ВС на підставі сигналів зворотного зв'язку від ІВС. організує спілкування робота з оператором відповідною мовою, планує дію робота та приймає цілеспрямовані рішення. КС створюється на базі ЕОМ чи мікропроцесорів.

СЗ – призначена для обміну інформації між роботом, оператором, іншими роботами, функціональними пристроями. Інформація від оператора надходить через пункт керування, а від робота до оператора – у формі світлових чи звукових сигналів та передається через табло, цифрові індикатори, дисплеї, монітори, синтезатори мови, та ін.

В залежності від призначення та задач, що розв'язуються, роботи розподіляються на два великих класи: виробничі та пошукові.

Виробничі роботи призначені для виконання фізичної роботи, а також окремих видів трудомістких, напружених та стомлюючих розумових робіт (проектування, інформаційне забезпечення, керування).

Виробничі роботи підрозділяються на: промислові, транспортні, будівельні, сільськогосподарські, побутові та ін.

Пошукові роботи призначені для пошуку, збирання, переробки та передачі інформації про досліджувані об'єкти.

Рисунок 6.2 – Складові елементи ПР

Такими об'єктами є – космос, океанічні глибини, надра Землі, зони обслуговування термоядерного енергетичного обладнання та ін.

Найбільше розповсюдження отримали промислові роботи, особливо в ковальсько-штампованому, зварювальному виробництві, механообробні, складальних операціях, нанесенні покриття та оздоблюванні поверхонь, автоматизації транспортно-складських робіт.

Згідно ГОСТ 25686-85 ПР – це автоматична машина, стаціонарна чи рухома, що складається з виконавчого пристрою у вигляді маніпулятора, який має декілька ступенів рухомості, та перепрограмованого пристрою програмного керування для виконання у виробничому процесі рухомих та керуючих функцій.

Маніпулятор (ГОСТ 25686-85) – це керуючий пристрій чи машина для виконання рухомих функцій, що аналогічні функціям руки людини у просторі, який оснащений робочим органом.

Робочий орган – це складова частина виконавчого пристрою ПР для безпосереднього виконання технологічних операцій чи допоміжних переходів.

Пристрій керування ПР – складова чистина робота для формування та видачі керуючих дій виконуючому пристрою у відповідності з керуючою програмою.

Перепрограмованість (ГОСТ 25686-85) - це властивість ПР змінювати керуючу програму автоматично чи за допомогою людини-оператора.

Складові елементи промислового робота з конструктивної точки зору наведені на рисунку 5.2, з якого видно, що функціонально він складається з двох пристроїв - виконавчого та керування. Конструктивне виконання ПР залежить від багатьох факторів як суб'єктивних так і об'єктивних, наприклад, його призначення, виду технологічного обладнання, характеру технологічного процесу, технічних вимог, наявності та рівня комплектуючих виробів, тощо.

Класифікація ПР. У відповідності з ГОСТ 25685-83 «Роботи промислові, класифікація» всі ПР незалежно від конкретного призначення підрозділяються за ознаками спеціалізації на універсальні, спеціалізовані та спеціальні.

Універсальні ПР призначені для виконання різних технологічних операцій і можуть працювати з різними групами моделей технологічного обладнання.

Спеціалізовані ПР мають більш вузьке призначення і можуть виконувати технологічні операції певного виду з окремо визначеною групою моделей технологічного обладнання.

Спеціальні ПР можуть виконувати тільки одну операцію з окремою моделлю технологічного обладнання.

За видом виконуваних технологічних операцій ПР розподіляються на основні, що здійснюють основні технологічні операції і допоміжні, що виконують допоміжні технологічні операції щодо обслуговування технологічного обладнання. Основні роботи відносяться до основного технологічного обладнання, а допоміжні – до засобів автоматизації. Для більш детальної класифікації використовуються такі ознаки (рис. 6.3):

Рисунок 6.3 – Класифікація роботів

У виконавчих пристроях ПР використовуються механічні, електричні, пневматичні, гідравлічні та комбіновані приводи.

Широкого розповсюдження набули гідроприводні пристрої (≈37%),що забезпечують високу вантажопідйомність ПР, можливість керування в широкому діапазоні швидкостей та прискорень за відносно невисоких експлуатаційних витратах.

Пневмоприводні пристрої найбільш поширені в ПР (≈47%),що мають незначну вантажопідйомність і використовуються на операціях перевантаження об'єктів та обслуговують високопродуктивне ковальсько-пресове та штампувальне обладнання.

Розробка та впровадження у виробництво сучасних високомоментних, високо обертових і лінійних електродвигунів дозволили успішно застосовувати у ПР (≈ 14%) електропривод.

Механічні приводи (≈ 2%)можна застосовувати в ПР з обмеженою вантажопідйомністю при високій швидкодії маніпулювання об'єктами і коли не потрібно проводити надто часте переналагодження

Пристрої керування ПК ПР здійснюють автоматичне керування його маніпуляторами та пристроями переміщення і утворюють в сукупності з ними систему автоматичного керування робота.

Окрім того ПК ПР часто застосовують для керування технологічним обладнанням, що працює сумісно з ПР.

У відповідності з назвами поколінь роботів розрізняють наступні ПК ПР:

- програмні (1-е покоління ПР) - це пристрої, що здійснюють керування виконавчою ланкою за завчасно введеною програмою, яка залишається незмінною під час процесу реалізації;

- адаптивні (2-е покоління ПР) - це пристрої, що здійснюють керування виконавчою ланкою в функції від контрольованих параметрів стану зовнішнього середовища і ПР з автоматичною зміною керуючої програми;

- інтелектуальні чи інтегральні (3-е покоління ПР) - це такі пристрої, в яких адаптивні властивості розвинені і доповнені здатністю планувати поведінку ПР в залежності від відповідних задач, критеріїв якості, власного стану зовнішнього середовища.

За способом керування розрізняють ПР:

- циклового керування - керуючий рух робочого органу ПР визначається тільки положенням початкової і кінцевої точок;

- позиційного керування - керуючий рух робочого органу ПР відбувається за заданими точками позиціювання при відсутності контролю траєкторії руху між ними;

- контурного керування - керуючий рух робочого органу ПР відбувається за заданою траєкторією з встановленою за відрізками часу переміщення швидкістю.

ПК можуть мати зворотній зв'язок чи він може бути відсутнім. В залежності від цього розрізняють замкнені чи розімкнеш ПК.

За типом використання сигналів - аналогові, цифрові, цифро-аналогові. ПК бувають індивідуальні (для одного ПР) та групові (для декількох ПР).

ІТП (інформаційно-вимірювальний пристрій) ПР діляться на сенсорні пристрої, які виявляють геометричні, хімічні та інші властивості об'єктів.

Для швидкого і точного виконання технологічних операцій ПР повинен бути оснащеним відповідними інформаційно-вимірювальними пристроями (ІВП).

Особливо це стосується ПР з адаптивним керуванням, що містять мікроЕОМ, які зайняті на операціях механічного складання, електродугового та газового зварювання, фарбування, знімання деталей з конвеєра, сортування виробів.

ІВП ПР діляться на сенсорні пристрої, що виявляють геометричні, хімічні та інші властивості об'єктів:

- пристрої відчуття, що забезпечують робот зовнішньою інформацією:

- пристрої внутрішньої інформації, що дають змогу оцінити стан вузлів і підсистем самого маніпулятора і параметри руху.

За ознакою відстані отримання інформації ІТП розподіляються на:

- пристрої щонайближчої дії для надання відчуття захватам та іншим частинам маніпуляторів, а також корпусу ПР.

- пристрої близької дії для забезпечення інформацією безконтактним способом в безпосередній близькості від робота.

- пристрої далекої дії для отримання інформації про зовнішнє середовище в об'ємі всієї робочої зони.

- пристрої щонайдальшої дії, якими оснащуються рухомі роботи.

У наведених сенсорних пристроях використовуються тактильні та силометричні здавачі, далекоміри, вимірювачі щільності ґрунту, локаційні сенсори, оптичні, радіотехнічні, телевізійні, інерційні системи тощо.

До ІВП ПР висуваються наступні основні вимоги:

- малі габаритні розміри і маса конструкції;

- можливість розміщення в механізмах ступенів рухомості на захватних пристроях та інших частинах маніпуляторів;

- висока надійність експлуатації в різних умовах експлуатації;

- стійкість до механічної чи температурної дії;

- простота регулювання, обслуговування чи заміни;

- низька собівартість.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 69; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!