Проектирование роботов и робототехнических систем, страница 2

Основное преимущество ПР – возможность быстрой переналадки для выполнения задач, различающихся последовательностью и характером манипуляционных действий, поэтому их применение наиболее эффективно в условиях частой смены объектов производства, а также для автоматизации ручного низко квалифицированного труда.

Основные предпосылки расширения применения ПР:

1) повышение качества продукции и объёмов её выпуска благодаря снижению времени выполнения операций и обеспечению постоянного режима «без усталости», росту коэффициента сменности работы оборудования, интенсификации существующих и стимулированию создания новых высокоскоростных процессов и оборудования;

2) изменение условий труда работающих путём улучшения условий безопасности, снижения потерь рабочего времени от производственного травматизма и профессионально – технических заболеваний;

3) экономия и высвобождение рабочей силы для решения народнохозяйственных задач.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Выбор компоновки промышленного робота по условиям точности и быстродействия

1.1 Наш роботизированный технологический комплекс должен удовлетворять условиям точности позиционирования захватного устройства и быстродействия промышленного робота (ПР). Для этого мы должны сначала выбрать компоновку промышленного робота.

Координаты точек, в которые требуется попадание точек захватного устройства манипулятора расположены в достаточно большом диапазоне и указаны на рисунке 1.

- координата х в пределах от -2,4 м до 2,0 м (диапазон 4,4 м)

- координата y в пределах от -2,0 м до 1,8 м (диапазон 3,8 м)

- координата z в пределах от 1,1 м до 1,4 м (диапазон 0,3 м)

Рисунок 1 – Расстояния между технологическим оборудованием

и промышленным роботом.

1.2 Возможные компоновки

Мы имеем четыре возможных варианта робота для данной схемы:

а) Полярная цилиндрическая система координат и робот, работающий в ней изображены на рисунке 2.

Рисунок 2 – полярная цилиндрическая система координат.

б) декартова пространственная система координат и робот, работающий в такой системе координат изображены на рисунке 4;

Рисунок 3 – Декартова пространственная система координат в) полярная сферическая система координат и робот, работающий в такой системе изображены на рисунке 4;

Рисунок 4 – полярная сферическая система координат г) ангулярная система координат и робот, работающий в такой системе изображены на рисунке 5.

Рисунок 5 – ангулярная система координат

Для всех четырёх компоновок зададимся определенными равными условиями и формулами для расчета быстродействия и точности позиционирования.

Исходные данные:

- коэффициент качества измерений цепей системы= 1,5 (для цифровых систем управления);

- разрешающая способность датчиков без накопления погрешности для транспортных степеней подвижности =5000  дискрет/м;

- разрешающая способность датчиков без накопления погрешности для ориентирующих степеней подвижности =100  дискрет/град;

- скорость линейных перемещений =0,5 м/с (средняя скорость ПР требуемого класса с учетом разгона и торможения);

- скорость углового перемещения робота вокруг вертикальной оси =25 град/с (средняя скорость ПР требуемого класса с учетом разгона и торможения);

- скорость угловых перемещений =45 град/с (средняя скорость ПР требуемого класса с учетом разгона и торможения);.

- высота перемещений манипулятора между оборудованием 300 мм;

- линейные перемещения , мм берутся из рисунков, описывающих движения ПР;

- угловые перемещения , град берутся из рисунков, описывающих движения ПР.

1.2.1 Расчет для точности позиционирования промышленного робота (полярная цилиндрическая система координат).

Схема траектории движения манипулятора промышленного робота изображена на рисунке 7.

Рисунок 6 – Движения промышленного робота в полярной

цилиндрической системе координат

1.2.1.1 Описание траектории движения манипулятора

Схема движения манипулятора показана на рисунке 6.

Примем за нулевое положение схвата точку 1 с координатами: