ЛЕКЦИЯ 11
Принципы проектирования промышленных роботов
Проектирование ПР является сложной системной задачей, для решения которой необходимо, чтобы принципы и подходы соответствовали требованиям, предъявляемым к промышленному роботу, как к техническому средству гибкой производственной системы.
Основными техническими требованиями являются:
- обеспечение функций и параметров гибкой производственной системы;
- гибкость, т.е. простота переналадки при переходе на другое изделие;
- устойчивая работа в автоматическом режиме;
- экономичность, которая обеспечивается низкой стоимостью, наименьшими эксплуатационными расходами,
- соответствием конструктивного исполнения сложности выполняемых работ;
- надежность работы, а также включения и выключения в интервале температур от 0 до 50С;
- соответствие удельных показателей по материало- и энергоемкости лучшим мировым образцам.
Исходя из перечисленных требований, целесообразно руководствоваться следующими принципами.
Параметры робота выбирают на основе функционального анализа технологических факторов. Исходя из экономических требований, необходимо при этом минимизировать число степеней подвижности, а также перемещения при максимально допустимой погрешности позиционирования. При выборе рациональной кинематической схемы и компоновки самого робота целесообразно совмещать рабочие зоны технологического оборудования и уменьшать число вариантов подхода в эти зоны рабочего органа.
Компоновку робота и кинематическую структуру определяют методом многокритериальной оценки. При этом необходимо учитывать:
относительный объем и форму рабочей зоны;
соответствие траекторий рабочего органа требованиям технологического процесса;
возможности системы управления по реализации одновременного движения нескольких степеней подвижности с заданными параметрами;
площадь, занимаемую ГПМ;
простоту конструкции.
Динамические параметры робота необходимо определять исходя из производительности ГПМ, значений перемещений рабочего органа за цикл. Производительность и объем выпуска ГПМ должны обеспечивать заданную норму рентабельности его внедрения в производство.
Погрешность позиционирования определяется исходя из технологических требований с введением коэффициента запаса К = 1,2…1,3. распределение погрешности позиционирования между степенями подвижности робота необходимо проводить с учетом ее векторного представления, значений перемещений по степеням подвижности, разрешающей способности датчиков положения и технологии изготовления элементов конструкции.
Проектирование механической системы проводят с учетом того, что она состоит из двух систем: несущей механической системы и исполнительной системы, взаимосвязанных между собой, но различающихся функциональным назначением. Несущая механическая система обеспечивает форму и объем рабочей зоны, служит для размещения узлов исполнительной системы и представляет собой разомкнутую кинематическую цепь. Исполнительная система служит для обеспечения динамических и точностных параметров робота и представляет собой систему механизмов, приводящих в движение звенья несущей механической системы.
Перемещения ориентирующего механизма определяют из анализа изменений положений объекта манипулирования или рабочего органа в процессе производства относительно положения выходного звена несущей механической системы.
