Промышленные роботы

 

   

Рис. 4 - Схема акустического   Рис. 5 - Схема инфракрасного

ориентирующего устройства   устройства для ориентирования

 

Технические характеристики ФАНУК M-900iA/600

M-900iA серия, решение  для:

Точечная сварка в тяжелых условиях

Загрузка-разгрузка, транспортировка  и паллетирование тяжеловесных изделий

Паллетирование (укомплектованные ряды)

Обслуживание прессов

Конструктивные  особенности

1.Возможность крепления дополнительного оборудования на оси J3

Возможность установки дополнительного  оборудования, весом до 25 кг на руку, при полностью загруженном запястье

Оборудование крепится близко к  запястью, что позволяет сократить  длину кабелей и шлангов и защищает их от износа и трения.

2.Размещение на полу, портале, под углом и на стене M-900iA/260L, M-900iA/350

Облегчает доступ к обслуживаемому станку

Позволяет максимально использовать рабочую зону робота

Примечание: M-900iA/400L и M-900iA/600 только для напольной установки,

M-900iA/200P – устанавливается на  стойке.

3.Высокая механическая жесткость

Подходит для операций с постоянным применением силы, таких, как резка, снятие заусенцев, полировка и др.

4.Компактное запястье и тонкая рука с возможностью монтажа дополнительного оборудования

Полые валы приводов запястья делают руку J3 очень тонкой, что облегчает  доступ в ограниченные пространства

Редуктор оси J4, находящийся в  конце этого звена, жестко удерживает всю руку J3. Вращение оси J4 происходит на конце руки

Надежная долговечная конструкция, испытанная в автомобильной промышленности

Простая и надежная кабельная проводка

5.Лучшие в своем классе инерционные показатели

Наибольшая грузоподъемность в  своем сегменте, до 20 кг

Идеальное решение для загрузки/разгрузки

Высокий допустимый крутящий момент и инерция на запястье для сложных  инструментов и операций монтажа 

6.Компактное запястье: вынесенные электродвигатели и защита IP 67

Отсутствуют электрические элементы на запястье: все электродвигатели приводов запястья установлены на "плече" робота, J3.

Снижение риска повреждения  моторов запястья в жестких условиях эксплуатации или повышенной температуре  среды 

Компактный дизайн для доступа  в узкие пространства

Высокие нагрузки и тяжелые режимы эксплуатации возможны благодаря хорошему воздушному охлаждению двигателей запястья

Запястье защищено от проникновения  пыли и влаги по классу IP67

7.Пневматические и электрические соединения на оси J3

Интегрированные разъемы исполнительного  устройства от основания до оси J3

Короткие соединения с инструментом на кисти 

Повышенная надежность соединения

Гарантированная производителем надежность

8.Непосредственное соединение электродвигателя с редуктором

Упрощенная механическая единица 

Снижение аварийного риска

Компактное и надежное решение 

Высокая точность и минимальный  мертвый ход 

9.Опция: Усиленная защита от влаги и пыли (Severe Dust Liquid Protection)

Защита корпуса от пыли и влаги  по классу IP56

Запястье пыленепроницаемое и  может быть погружено в воду, класс защиты IP67

Приводы (электродвигатели, редукторы, зубчатые передачи, приводные валы) – класс IP 66

Антикоррозионные болты

Технические данные

Модель M-900iA/600

Контролируемые оси 6

Контроллеры R-30iA

Грузоподъемность [kg] 600

Повторяемость [mm] 0.3

Вес механической части [kg] 2800

Радиус действия [mm] 2832

Диапазон перемещения [°] J1 360

J2 154

J3 160

J4 720

J5 244

J6 720

Максимальная скорость [°/s] J1 80

J2 80

J3 80

J4 100

J5 100

J6 160

Момент [Nm/kgm²] J4 3381/510

J5 3381/510

J6 1725/320

Класс защиты IP Запястье и рука J3 IP67, корпус IP54. Опция: подвижные части IP66, основной корпус IP56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики Модель Fanuc-1

 

Основное назначение - для автоматизации процессов  замены заготовок и инструмента, для уборки стружки из зоны резания  одного-двух станков с ЧПУ.

Номинальная грузоподъемность……………………..20кг.

Число степеней подвижности…………………………5

Число рук/захватов на руку…………………………..1/1

Тип привода……………………………………………пневматический

Устройство управления……………………………….позиционное 

Число программируемых  координат…………………5

Способ программирования перемещений……………обучение

Емкость памяти системы, число точек………………251

Погрешность позиционирования…………………….±1.0%

Максимальный радиус зоны обслуживания R………1844мм

Масса……………………………………………………830кг

Линейное перемещение (со скоростью 0,5 м/с.)

       z……………………………………………………..500

       r……………………………………………………...800; 1100

Угловые перемещения

Захват ABC

       Б(со  скоростью 60°/c)…………….Фиксированное   90;180            270

       в  (со скоростью 30°/c)…………….То  же                    7                     7

       ц  (со скоростью 60°/c)……………. Ї                         210                

Модель POI

Основное назначение - для загрузки разгрузки .

Номинальная грузо подьемность………………………….20кг.

Число степеней подвижности……………………………..4

Число рук/захватов на руку……………………………….1/1

Тип привода……………………………………………….пневмотический

Устройство управления…………………………………..позиционое

Число прогромируемых координат………………………4

Способ прогромирвания перемещений………………….обучение

Погрешность позиционирования………………………..±0,2%

Максимальный радиус зоны обслуживания R…………1200 мм

Ленейное перемещение (со скоростью 0,5 м/с.)

       z……………………………………………………….575

       r…………………………………………………….....750

Угловые перемещения

       ц  (со скоростью 120 м/c) ……………………………180

       a……………………………………………………….90;45;30;15

Анализ приводов степеней подвижности и выбор оптимального

 

В робототехнических  системах чаще других используются три  типа приводов: гидравлические, пневматические и электромеханические. Гидравлические приводы, пользовавшиеся еще в первых промышленных роботах, характеризуются  большой мощностью и большим  отношением развиваемой мощности к весу. Источники гидропитания, как правило, громоздки, их коэффициент полезного действия невысок, а стоимость быстродействующих пропорциональных вентилей довольно велика.

Пневматические приводы  чаще всего используются в простейших манипуляторах. Обычно с их помощью выполняются неуправляемые перемещения, ограниченные стопорами. Эти приводы обеспечивают высокую скорость перемещений, просты в управлении и дешевы.

 

Анализ процесса работы манипулятора ПР

 

Промышленные роботы типа POI предназначены для загрузки и разгрузки в условиях серийного и мелкосерийного производств, а также для загрузки и разгрузки технологического оборудования, межстаночного транспортирования и межоперационного складирования в механических, заготовительных и других цехах.

Промышленный робот POI состоит из манипулятора и устройства циклового программного управления типа УЦМ - 30.

Манипулятор является исполнительным механизмом промышленного робота и  включает в себя следующие основные сборочные единицы:

1. рука (или две руки);
2. механизм подъема и поворот а 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 20 килограмм. Для осуществления указанных выше операций механизм руки включает в себя приводы выдвижения и поворота кисти, а также захватное устройство с приводом зажима. Зажим и разжим схвата осуществляется сжатым воздухом. Под давлением воздуха шток-поршень пневмоцилиндра перемещается влево и при помощи закрепленного на штоке водила и рычагов сжимает губки схвата. Разжим схвата происходит под действием пружины при выключении давления воздуха в пневмоцилиндре.

Датчик выдает сигнал в систему управления о срабатывании механизма выдвижения. Для втягивания руки давление в бесштоковой полости сбрасывается, и поршень под действием давления воздуха в штоковой полости начинает движение назад.

Механизм подъема и  поворота предназначен для осуществления  перемещения рук вдоль вертикальной оси манипулятора и поворота рук вокруг этой оси.

Интенсивность торможения при опускании рук регулируется дросселем. Плавность хода и регулировка  скорости подъема и опускания  рук осуществляется с помощью  двух гидродемпферов.

Для осуществления поворота рук сжатый воздух подается в бесштоковую полость одного из пневмоцилиндров.

Фиксация любых четырех  точек в зоне обслуживания робота при повороте рук осуществляется путем последовательной подачи сжатого  воздуха в соответствующие полости  пневмоцилиндров.

Разработка кинематической системы манипулятора

 

Наглядное представление  о манипуляторе ПР и возможностях его движений дает структурная схема. На структурной схеме условными  обозначениями показывается стойка, подвижные звенья, кинематические пары с указанием их вида и взаимного расположения. Схема изображает как бы скелет механизма. Со структурной схемы обычно начинается проектирование механизма манипулятора ПР. Но схема нужна не только проектировщикам. При выборе ПР по чертежам или образцам важно увидеть схему в готовой конструкции. Именно по схеме строятся эскизы расстановки оборудования.

Ориентацию осей кинематических пар будем определять в определенным образом выбранной прямоугольной  системе координат. Оси Z направляется по вертикали вверх. Направление  осей X и Y лежащих в горизонтальной плоскости, могут иногда быть произвольными, но часто их удобно связывать с расстановкой обслуживаемого оборудования или с характерными плоскостями самого механизма манипулятора. Если механизм манипулятора, как это часто бывает, имеет вертикальную плоскость симметрии, то ось X направляется именно в этой плоскости; тогда ось Y по смыслу является боковой. Если можно считать условно заданной лицевую вертикальную плоскость обслуживаемого оборудования, то ось X задаётся перпендикулярно ей; ось Y при этом также является боковой.

Далее каждая схема будет иметь  своё буквенно-цифровое обозначение. Каждая кинематическая пара будет обозначаться тремя символами: номером поры, буквой П или В (П означает, что пара поступательная, В - Что пара вращательная) и буквой X, Y или Z (показывающей, по какой из осей направлена ось кинематической пары). Для рассматриваемой схемы такие буквенно-цифровые обозначения кинематических пар выписываются друг за другом, начиная от стойки (неподвижного основания). В нашем случае кинематические пары обозначаются ПY1 ПZ2 ВX3.

Системы управления манипулятора

 

Системами управления оснащены все манипуляторы, у которых перемещение  подвижных звеньев осуществляются с помощью различных немеханических приводов. В механических копирующих манипуляторах приводы производят установочные движения, позволяющие либо увеличивать рабочую зону обслуживания, либо выбирать рабочую зону исполнительного механизма, сохраняя удобство расположения задающего органа и хороший обзор места работы.

Система управления современного манипулятора состоит из нескольких подсистем, выполняющих определенные информационные, управляющие, защитно-предупредительные, ограничительные и другие функции.

Различают три основных вида управления ПР: цикловое, позиционное, контурное.

Цикловое управление программирует последовательность выполнения движений и условия начала и окончания движений; положение, до которой идет движение, задаются на самом манипуляторе, а не в  программе; скорость перемещения определяется характеристиками привода и также не задается в программе. При позиционном управлении команды подаются так, что перемещение рабочего органа происходит от точки к точке, причем положения точек задаются программой. Скорость перемещения между точками не контролируется и не реализуется. При контурном управлении движение рабочего органа происходит по заданной траектории с задаваемой скоростью. В программе задаются сами траектории и режимы движения. Контурное управление используется значительно в технологических работах.