Правила техники безопасности при проведении лабораторных 2 страница

Устройство управления 6 запрограммировано на стандартный цикл манипулирования деталями, вводятся только переменные данные, характеризующие новую партию деталей, тип вкладыша, число позиций в ряду кассеты, число деталей в кассете 9. Информация о партии деталей, поступивших на обработку, вводится с клавиатуры дисплея 7.

2.2. Характеристика промышленного робота “Электроника НЦТМ-01"

Грузоподъемность, кг 3x2

Число степеней подвижности 5

Погрешность позиционирования +-0,5

Максимальные перемещения модулей:

горизонтальное - вдоль оси Х, мм 300

горизонтальное - вдоль оси У, мм 300

вертикальное - вдоль оси Z, мм 160

поворот вокруг оси Z, град. 90

Максимальные скорости перемещения модулей:

вдоль оси Х, м/с 0,05

вдоль оси У, м/с 0,1

вдоль оси Z, м/с 0,05

вокруг оси Z, рад/с 0,1

Рабочее перемещение каждой губки схвата не менее, мм 5

Напряжение электропитания, В 220

Потребляемая мощность, кВт 0,85

Тип привода комбинированный

Давление на входе пневмосистемы, МПа (0,3...0,6)

2.3. Устройство и принцип действия механизмов исполнительного устройства робота

2.3.1. Модуль вертикального перемещения

Модуль вертикального перемещения 1 (рис. 1) предназначен для вертикального перемещения объекта манипулирования. Он состоит (рис.2) из корпуса 2, в котором расположена штанга 3, на конце которой крепится захватное устройство 73. Штанга 3 перемещается в направляющей 4, представляющей собой шариковую втулку, закрепленную на нижнем конце корпуса модуля вертикального перемещения. Модуль вертикального перемещения крепится к ползуну 22 модуля продольного перемещения. Вертикальное перемещение штанги 3 осуществляется от электродвигателя 5, на валу которого жестко закреплено зубчатое колесо 6, входящее в зацепление с зубчатым колесом 7, которое жестко посажено на винт 8 шарико-винтовой пары. Гайка 9 жестко скреплена со штангой 3. Вращательное движение от электродвигателя 5 через зубчатую передачу 6 и 7 передается на шарико-винтовую пару 8 и 9, где преобразуется в поступательное движение гайки 9. Так как гайка 9 жестко связана со штангой 3, то штанга будет перемещаться поступательно.

Конечное положение модуля вертикального перемещения контролируется датчиком 10, который срабатывает от флажка 14. О промежуточных положениях модуля дает информацию фотоимпульсный датчик 11. Луч фотоимпульсного датчика 11 отсекается диском 12, имеющим прорези и кинематически связанным с выходным звеном (штангой 3). Каждому импульсу датчика соответствует линейное перемещение модуля, равное 0,4 мм.

2.3.2. Модуль продольного перемещения

Модуль продольного перемещения 2 (рис. 1) предназначен для горизонтального перемещения объекта манипулирования вдоль оси У. Он крепится основанием к модулю поворота 50 (рис.2).

Модуль продольного перемещения состоит из корпуса 15, в котором расположен ползун 22, перемещающийся в подшипниках 21, закрепленных в корпусе 20 (рис. 2 и рис. 3). Верхние и два боковых подшипника смонтированы на эксцентриковых осях 29, служащих для устранения люфтов между ползуном 22 и опорами качения 21. После выборки люфта ось 29 фиксируется винтом 30.

Рис. 3.

Вращательное движение от электродвигателя 16 через зубчатую передачу 23 и 24 передается на шарико-винтовую пару 25 и 26, где преобразуется в поступательное движение гайки 25. Так как гайка 25 жестко связана с ползуном 22, то ползун перемещается поступательно. Конечные положения модуля контролируются датчиками 17 и 18, которые срабатывают при подходе флажка 28. О промежуточных положениях модуля дает информацию фотоимпульсный датчик 19.

2.3.3. Модуль поперечного перемещения

Модуль поперечного перемещения 3 предназначен для горизонтального перемещения объекта манипулирования вдоль оси Х (рис. 1). Он служит основанием робота и состоит из корпуса 36 (рис. 2), в котором закреплены цилиндрические направляющие 37, предназначенные для перемещения каретки 38, к которой крепится своим основанием модуль поворота.

Вращательное движение от электродвигателя 39 через зубчатую передачу 40 и 41 передается на шарико-винтовую пару 42 и 43, где преобразуется в поступательное движение гайки 42. Так как гайка 42 жестко связана с кареткой 3, то каретка будет перемещаться поступательно. Конечное положение модуля контролируется датчиком 44, который срабатывает от флажка 47. О промежуточных положениях модуля дает информацию фотоимпульсный датчик 45.

2.3.4. Модуль поворота

Модуль поворота 4 (рис. 1) предназначен для поворота объекта манипулирования на угол 90 градусов вокруг оси Z. Он крепится своим основанием к модулю поперечного перемещения 35, а верхней подвижной частью соединяется с модулем продольного перемещения 15 (рис. 2). Механизм поворота (рис. 2 и рис. 4) состоит из корпуса 51, электродвигателя 52, на валу которого жестко закреплена коническая шестерня 54, входящая в зацепление с коническим колесом 55, связанным с водилом 56 и передающим вращение на мальтийский крест 57, закрепленный на колонне 53.

Для фиксации колонны 53 в крайних положениях используется выдвижной подпружиненный фиксатор 58, связанный через рычажную систему 59 с кулачком 60, жестко скрепленным с водилом 56.

При повороте колонны 53 в одно из крайних положений ролик 64 рычажной системы 59 съезжает с кулачка 60, давая возможность подпружиненному фиксатору 58 фиксировать крайние положения колонны 53.

При повороте колонны 53 в противоположное крайнее положение движение от электродвигателя 52 и коническую передачу 54 и 55 передается на водило 56. Мальтийский крест 57 остается неподвижным до тех пор, пока ролик 64 не наедет на кулачок 60 и через рычажную систему 59 не произойдет расфиксации колонны 53.

Конечные положения модуля контролируются датчиками 61, которые срабатывают при контакте с флажком 62, кинематически связанным с водилом 56.

Рис. 4.

3.5. Захватное устройство

Захватное устройство предназначено для захватывания, удержания и перемещения заготовки и детали (рис. 5). Оно состоит из двух схватов 71 и 72, расположенных под углом 90 градусов друг к другу, и механизма ориентации схватов 73.

Механизм ориентации 73 позволяет осуществлять поворот схватов 71 и 72 на угол a относительно оси 74, расположенной под углом 45 градусов к штанге 3 (рис. 2) модуля вертикального перемещения.

Приводом механизма ориентации является пневмоцилиндр 77, управление которым осуществляется через пневмораспределитель 75, а скорость поворота схватов 71 и 72 относительно оси 74 регулируется дросселями 76.

Поршень 78 пневмоцилиндра 77 снабжен зубчатой рейкой 79, входящей в зацепление с зубчатым колесом 80, закрепленным на оси 74, один конец которой жестко скреплен с подвижным корпусом 83.

При подаче воздуха в полость пневмоцилиндра 77 поршень 78 смещается и передает движение через рейку 79 на зубчатое колесо 80. При этом происходит поворот оси 74 на угол альфа, а, следовательно, и подвижного корпуса 83 со схватом 71 и 72. Угол поворота схватов 71 и 72 регулируется упорами 81 и 82, которые фиксируют после регулировки винтами (на схеме не показаны). В упоры 81 и 82 упирается ползун 84, имеющий рейку, входящую в зацепление с зубчатым колесом 80. На верхней части ползуна 84 имеются флажки 85, которые в крайних положениях подвижного корпуса 83 входят в контакт с датчиками 86 и 87 контроля конечного положения корпуса 83.

Схваты 71 и 72 предназначены для захвата и удержания деталей типа тел вращения по торцу. Каждый схват снабжен тремя подвижными губками 90, жестко скрепленными с зубчатыми рейками 91. Приводом схватов 71 и 72 являются пневмоцилиндры 93 и 101, управление которыми осуществляется от пневмораспределителей 75, расположенных в модуле поворота 50. Перемещение губок 90 осуществляется от штока 100 поршня 95 через червячную передачу 96 и 97 и реечную передачу 97 и 91. Для настройки хода губок схвата на заданный диапазон зажатия обрабатываемой заготовки по наружному диаметру служит зубчатая передача 98 и 99. Поворот вручную колеса 98 вызывает смещение губок 90.

2.3.6. Блок подготовки воздуха

Блок подготовки воздуха (рис. 6) предназначен для очистки, насыщения парами масла и регулирования давления, поступающего в пневмоцилиндры из магистрали сжатого воздуха.

Для очистки воздуха используются фильтр-влагоочиститель 1 (22-12х40 ГОСТ 1737-72). Для насыщения сжатого воздуха парами масла применяют маслораспылитель 2 (В 44-13 ТУ 2-05-1316-77). Регулирование давления сжатого воздуха осуществляется при помощи регулятора давления 3 (БВ 57-13 ТУ 2-053-126-75). Для визуального наблюдения за величиной давления сжатого воздуха служит манометр 4 (МТ 1-10 ТУ 25-02-72-75).

Вся пневмоаппаратура смонтирована на металлическом каркасе и соединена между собой трубопроводами.

3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

3.1. Название и цель работы.

3.2. Назначение, устройство, принцип действия и технические характеристики ПР "Электроники НЦТМ-01".

3.3. Конструктивно-компоновочные схемы исполнительных устройств, изучаемых модулей или захватного устройства (задаются преподавателем).

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

4.1. Назначение промышленного робота "Электроника НЦТМ-01".

4.2. В какой системе координат работает ПР "Электроника НЦТМ-01"?

4.3. Основные технические характеристики ПР "Электроника НЦТМ-01".

4.4. Передаточные механизмы модулей ПР, их достоинства и недостатки.

4.5. Конструктивные особенности модулей вертикального, поперечного, продольного перемещений и модуля поворота.

4.6. Типы приводов, используемые на степенях подвижности ПР, включая захватное устройство.

4.7. Назначение, конструктивные особенности и принцип действия захватного устройства.

5. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Промышленный робот "Электроника НЦТМ-01". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 106 с.

Лабораторная работа № 4

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА РМ-01

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение назначения, технических характеристик, состава, устройства и принципа действия промышленного робота РМ-01.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

2.1 Назначение, состав, технические характеристики ПР РМ-01

Промышленный робот РМ-01 представляет собой универсальный электромеханический робот с контурной системой управления от ЭВМ.

Робот предназначен для автоматизации основных технологических и вспомогательных операций при обслуживании технологического оборудования в составе гибких производственных модулей или систем. Гибкость программирования и возможность сопряжения со сложными системами позволяют применять робот при сборке и монтаже изделий, сортировке, разгрузке - загрузке, упаковке, при склеивании и окраске, дуговой сварке, зачистке и при решении других задач.

Робот состоит из двух основных частей: манипулятора модели ''PUMA-560'' и устройства управления ''СФЕРА-36'', соединенных между собой кабелями.

Технические характеристики манипулятора и устройства управления промышленного робота РМ-01 приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Рабочая зона манипулятора робота РМ-01 показана на рис. 1

2.2 Устройство и принцип действия

Манипулятор ''PUMA-560''- антропоморфный шарнирный манипулятор с шестью степенями подвижности и двигателями, расположенными на звеньях, работающий в угловой системе координат. Звенья манипулятора соединяются друг с другом в суставах и вращаются вокруг осей, проходящих через центры суставов.

Оси вращения звеньев и диапазоны перемещений показаны на рис. 2 и приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Рис. 1. Рабочая зона манипулятора

Рис. 2. Степени подвижности манипулятора

Звенья манипулятора показаны на рис. 2, и они носят название: колонна, плечо, верхняя рука, предплечье, кисть. Внутри звеньев манипулятора располагаются электродвигатели и передаточные механизмы. Для обеспечения максимальной при минимальной массе звенья верхней руки и предплечья имеют моноблочную конструкцию, при которой наружные пластины (кожух) сборочного узла несут всю или часть нагрузки.

Каждое звено имеет свой следящий привод постоянного тока с постоянными магнитами. Передача движения от двигателя к звену осуществляется через зубчатые редукторы.

Текущее положение манипулятора определяется по отношению к известному (абсолютному) положению. Установка абсолютного положения (калибровка) производится с помощью потенциометров. Калибровка выполняется всякий раз после включения питания робота. Для управления движением манипулятора необходимо постоянно контролировать положение и скорость движения звеньев. Для этого в съемном корпусе на торцевом фланце каждого двигателя установлены в одном комплекте потенциометр и импульсный фотоэлектрический датчик. Вращение датчика обеспечивается от вала двигателя через скользящую дисковую муфту. Сигналы от датчиков индицируют положения звеньев, а скорость вычисляется на основе этих сигналов.

Электродвигатели всех звеньев оснащены электромагнитными тормоза, которые включаются при выключении питания двигателей. При этом манипулятор блокируется в том положении, в котором он стоял в момент выключения питания. Тормоза включаются также при случайном пропадании питания, что обеспечивает безопасность операторов и исключает поломку манипулятора. Для техобслуживания и ремонта тормоза могут быть выключены, и тогда манипулятор можно перемещать вручную.

Манипулятор сопряжен с системой управления двумя кабелями. По одному кабелю подается питание на электродвигатели, а по другому передаются сигналы от импульсных датчиков и потенциометров.

2.3. Первая степень подвижности – колонна

Электродвигатель первой степени подвижности установлен в кожухе вне нижней части колонны. Передаточный механизм представлен на рис. 3. Прямозубая цилиндрическая ведущая шестерня 2, нарезанная на валу электродвигателя 1, приводит в движение такую же ведомую шестерню 3, укрепленную на промежуточном шкиве. Ведущая шестерня 5 с другой стороны шкива входит в зацепление с большой шестерней 4, прикрепленной к основанию корпуса 6, что заставляет поворачиваться последнее вокруг продольной оси колонны 7.

2.4. Вторая степень подвижности – плечо

Двигатель и двухступенчатая зубчатая передача, помещенные в корпусе верхней руки 6, показаны на рис. 4. Коническая ведущая шестерня 4 электро- двигателя 5 приводит в движение коническую ведомую шестерню 3, установленную на промежуточном валу. В другом конце промежуточного вала находится цилиндрическое зубчатое колесо 1, вращающее стационарно закрепленный к плечу зубчатый венец 2. Шестерня 1 ''обходит'' плечо, заставляя верхнюю руку 6 поворачиваться вокруг оси плеча.

2.5. Третья степень подвижности - локоть

Двигатель третьей степени подвижности также расположен в корпусе верхней руки 4, рядом с двигателем второй степени подвижности. Двухступенчатый передаточный механизм этой степени подвижности представлен на рис. 5. Зубчатая передача расположена в верхней руке 4 со стороны локтя и соединяется с двигателем с помощью ведущего вала через упругую муфту. Коническая ведущая шестерня 5 приводит во вращение коническую ведомую шестерню 6, закрепленную на промежуточном валу. В другом конце промежуточного вала установлено цилиндрическое зубчатое колесо 3, которое вращает прикрепленный к предплечью 2 зубчатый венец 3 и таким образом вращает все предплечье вокруг оси локтя.

2.6. Четвертая, пятая и шестая степени подвижности – кисть

Для уменьшения момента инерции предплечья двигатели расположены в ближнем к оси локтя конце предплечья. Передача от двигателей на зубчатые шестерни кисти осуществляется через упругие муфты и промежуточные валы 6,7,8. Данные устройства приведены на рис. 6.

Приводной вал 6 сустава 4, осуществляющий вращение кисти и идущий от электродвигателя 1 к кисти 9, передает вращение на две пары цилиндрических колес с прямым зубом. Дальше вращение передается на зубчатый венец, вращающий кисть.

Приводной вал 7 сустава 5, осуществляющий качание кисти и идущий от электродвигателя 2 к кисти 9, передает движение через одну пару конических зубчатых колес.

Рис. 6. Передаточные механизмы 4-й, 5-й, 6-й степеней подвижности

Стандартный схват снабжен пневмоцилиндром двойного действия, осуществляющим параллельное сжатие и разжатие губок схвата, которые разрабатываются исходя из конкретного применения. Схват крепится к монтажному фланцу с помощью 4-х болтов М5.

3. ЗАДАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. Ознакомиться и изучить назначение, технические характеристики, состав, устройство и принцип действия манипулятора ПР РМ-01, используя описание и реальную конструкцию. При изучении конструкции необходимо снять кожух и боковые крышки на звеньях манипулятора. Определить места установки основных устройств, датчиков.

3.2. Составить компоновочно-кинематические схемы каждой из степеней подвижности и всего манипулятора промышленного робота РМ-01.

3.3. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет.

4. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет о работе должен содержать:

1. Назначение, состав, принцип действия и основные технические характеристики промышленного робота РМ-01.

2. Конструктивно-компоновочные схемы степеней подвижности манипулятора: поворота колонны, вращения верхней руки, предплечья и кисти.

3. Кинематическую схему всего манипулятора.

4. Анализ конструкторского исполнения манипулятора, достоинства, недостатки конструкции.

5. Ответы на вопросы.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Объяснить принцип действия и конструктивные особенности степеней подвижности манипулятора.

2. По каким основным характеристикам оценивается функционирование ПР РМ-01?

3. В какой системе координат работает ПР РМ-01? Какие виды движения совершает манипулятор?

4. Какие передаточные механизмы используются в степенях подвижности ПР РМ-01? Почему? В чем их достоинства и недостатки?

5. По какой конструктивно-компоновочной схеме выполнен манипулятор, в чем ее достоинства и недостатки?

6. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Промышленный робот РМ-01 /Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Минск: НПО ''Гранат'', 1987.- 27с.

Лабораторная работа № 5

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ПР-18-2

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является знакомство с назначением, принципом действия, компоновкой основных агрегатов и конструктивными особенностями промышленного робота ПР-18-2.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

2.1. Назначение, принцип действия и техническая характеристика промышленного робота ПР-18-2

Промышленный робот ПР-18-2 (рис. 1) представляет собой автоматический манипулятор с программным управлением и предназначен для выполнения загрузочно-разгрузочных транспортных и основных технологических операций. Рука робота с помощью пневматических приводов перемещается в цилиндрической системе координат и имеет четыре степени подвижности, т.е. может выполнять четыре независимых движения. Пятым независимым движением является движение схвата.

Рис.1. Промышленный робот ПР-18-2:

1 – схват; 2 – кисть; 3 – рука; 4 – пульт управления; 5 – командоаппарат

Рука 1 с кистью 2 и схватом 3 может двигаться в горизонтальном направлении (перемещение), подниматься или опускаться (вертикальное перемещение), вращаться вокруг вертикальной оси (поворот). Движения руки служат для перемещения детали. Для ориентации детали в пространстве используются два варианта кисти робота: кантователь и сгиб. При установке на руку кантователя осуществляется поворот кисти вдоль продольной оси руки (ротация кисти). Применение сгиба позволяет выполнять поворот кисти вокруг вертикальной или горизонтальной оси, перпендикулярной продольной оси руки (сгиб кисти).

Использование цилиндрической системы координат позволяет обслуживать большое количество технологических процессов. Наличие двух прямолинейных движений облегчает планировку рабочих мест, оборудования с роботом, расчёт времени рабочего цикла.

Все сборочные единицы робота – манипулятор-с пневматическими исполнительными приводами, командоаппаратом и пульт управления конструктивно объединены в одном блоке, закрепляемом на специальном столе или непосредственно на обслуживаемом оборудовании.

Техническая характеристика робота ПР-18-2

2.2. Механизм вертикальных перемещений

Механизм вертикальных перемещений (рис. 2) крепится при помощи фланца 6 и корпуса 8 к основанию 7. С корпусом 8 жестко связан шток 4 пневмоцилиндра с поршнем 5, а гильза пневмоцилиндра 2 является подвижной. С гильзой связан кронштейн 18, который совместно со штангой 10 предотвращает подвижные элементы пневмоцилиндра от проворачивания. С гильзой связаны также 2 упора 12, определяющие крайние точки перемещения пневмоцилиндра. Упоры опираются на гайки 9, находящиеся на винтах 11. После соприкосновения укоров 12 с гайками 9 винты перемещаются вместе с гильзой пневмоцилиндра до соприкосновения шайб 13, находящихся на винтах 11, с крышками демпферов 1. При поступательном движении винтов 11 вместе с ними движутся штоки демпферов 1 и в соответствующих полостях демпферов 1 создается повышенное давление, замедляющее движение пневмоцилиндра. При этом величине демпфирования регулируется дроссельным блоком 15 при помощи винтов 16. Каждый дроссель блока соединен с верхними и нижними полостями демпферов 1 при помощи трубок 14. В нерабочие полости демпферов воздух из атмосферы поступает через обратные клапаны 17, благодаря чему величина демпфирования при движении вверх к вниз настраивается независимо друг от друга.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: