Классификация промышленных роботов

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Факультет при ЦНИИ РТК.

Отчет по дисциплине: Проектирование сложных систем.

Тема: Классификация промышленных роботов.

Работу выполнила:

студентка гр. 4174/1 Гордиенко Д.А.

Работу проверил:

Зав. Кафедрой ИКТП Голландцев Ю.А.

Санкт-Петербург

2010 г

Типы промышленных роботов:

1.
Промышленный робот прямоугольной системы координат.

2.
Промышленный робот цилиндрической системы координат.

3. Промышленный робот сферической системы координат.

4. Промышленный робот угловой системы координат
.

5. Промышленный робот смешанной системы координат
.

1)Прямоугольная система координат.

В прямоугольной (декартовой) системе координат звенья механической системы имеют прямолинейные перемещения по трем (или двум - при плоской системе) взаимно перпендикулярным осям X, Y, Z. Рабочая зона промышленных роботов имеет форму прямоугольника или параллелепипеда

Modular
Robot
(фирма
Sciaky
)

Предназначен для комплектации поточных линий сварки при массовом производстве автомобильных кузовов.

Паспортные данные

Кинематическая схема робота

Для приведения реальной кинематической схемы робота к расчетной, исключаем из рассмотрения перемещения, связанные с ориентирующими движениями захвата, т.е. замораживаем угловые перемещения.

Проведем расчет ускорений по формулам:

Параметры	ρ1	ρ2	ρ3
qimin	0,60	м	1,00	м	0,70	м
qimax	1,40	м	1,80	м	1,90	м
q`imax	0,50	м/c	0,42	м/c	0,33	м/c
К­ТР	0,10	0,10	0,10
q``imax	2,00	м/с2	1,41	м/с2	1,31	м/с2

2)Цилиндрическая система координат

Цилиндрическая система координат характеризуется перемещением рабочего органа промышленного робота в основной координатной плоскости в направлениях r и φ, а также по координате Z. Рабочая зона в этом случае имеет форму цилиндра, размеры H, L и угол φ определяют ее параметры.

AL-400S

Паспортные данные:

Механизм осуществления перемещения по координатам:

φ1: Поворот колонны осуществляется двумя пневматическим цилиндром через пару цепных передач, работающих параллельно.

ρ1: Каретка, несущая выдвижную руку, перемещается в вертикальном направлении по основной направляющей, установленной внутри поворотной колонны. Дополнительными направляющими являются штоки двух пневматическим цилиндром, на которых жестко закреплена каретка.

ρ2: Выдвижение руки осуществляется пневматическим цилиндром по направляющей, которой является шток цилиндра, на котором жестко закреплена кисть робота.

Кинематическая схема робота

Для приведения реальной кинематической схемы робота к расчетной исключаем из рассмотрения перемещения, связанные с ориентирующими движениями захвата. Т.е. не учитываем при кинематическом расчете перемещение по координатам α, γ.

Проведем расчет ускорений по формулам:

Параметры	φ1	ρ2	ρ3
qimin	-1,05	рад	0,90	м	0,50	м
qimax	1,05	рад	1,05	м	0,80	м
q`imax	1,05	рад/c	0,50	м/c	0,50	м/c
К­ТР	0,20	0,30	0,20
q``imax	2,63	рад/с2	5,56	м/с2	4,17	м/с2

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

mсхвата
=(0.51.5)mгр
m3
=m3
’
+ mориент+
mсхвата+
mгруза

mоснования
=(0.20.5)M∑
mi
=dSl∑

mориент
=n*mгр
(0.51.5)Mr
∑
=m1
+m2
+m3
+ mоснования

=d=7800кг/м3

mгруза	5	кг	mсхвата	5	кг
M∑	250	кг	mоснования	50	кг
n	0	mориент	0	кг

Параметры	1 звено	2 звено	3 звено
l∑ (м)	0.5	0.42	0.48
Kзаполнения =(0.10.5)	0.1	0.2	0.2
Sсеч (м2 )	0.2	0.05	0.016
mi (кг)	156	32.7	19.8

Mr
∑
=258.6кг

3) Сферическая система координат.

Сферическая система координат характеризуется перемещением рабочего органа в точку пространства за счет перемещений по радиус-вектору r и угловым перемещениям φ и θ в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Рабочая зона промышленного робота имеет в этом случае форму шара.

Robot welder

Сфера применения: сварочные работы .

Паспортные данные

Механизм осуществления перемещения по координатам:

φ1: Поворот колонны осуществляется за счет преобразования прямолинейного движения гидропривода во вращательной движение поворотного зубчатого колеса с помощью реечной передачи.

φ2: Движение от гидроусилителя передается через коническую передачу на винт шариковинтовой передачи. Перемещение руки в вертикальной плоскости осуществляется за счет поступательного движения вдоль оси винта гайки, шарнирно связанной с кронштейном, установленном на нижней плоскости корпуса руки

ρ1: Выдвижение руки осуществляется гидроцилиндром по направляющей, которой является шток цилиндра, на котором жестко закреплена кисть робота.

Кинематическая схема робота

Проведем расчет ускорений по формулам:

Параметры	φ1	ф2	ρ1
qimin	-1,90	рад	-0,24	рад	1,00	м
qimax	1,90	рад	0,59	рад	1,88	м
q`imax	0,52	рад/c	0,52	рад/c	0,15	м/c
К­ТР	0,10	0,20	0,10
q``imax	0,71	рад/с2	1,63	рад/с2	0,26	м/с2

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

mсхвата
=(0.51.5)mгр
m3
=m3
’
+ mориент+
mсхвата+
mгруза

mоснования
=(0.30.5)M∑
mi
=dSl∑
* kзап= dSl∑
(0.10.5)

mориент
=n*mгр
(0.51.5)Mr
∑
=m1
+m2
+m3
+ mоснования

=

mгруза	13.6	кг	mсхвата	10.88	кг
M∑	560	кг	mоснования	140	кг
n	2	mориент	27.2	кг

Параметры	1 звено	2 звено	3 звено
l∑ (м)	1.34	1	1.4
Kзаполнения =(0.10.5)	0.2	0.3	0.25
Sсеч (м2 )	0.01	0.05	0.04
mi (кг)	256.4	117	60.3

Mr
∑
=573.6кг

4)Угловая система координат

Угловая плоская или пространственная
(цилиндрическая и сферическая) система координат характерна для движения многозвенных шарнирных рук ПР. Объект манипулирования перемещается в направлении радиус-вектора r за счет относительных угловых поворотов звеньев руки, имеющий постоянную длину.

Vertical-80

Сферы применения: точечная сварка

Паспортные данные

Кинематическая схема робота.

Чтобы привести данный робот к расчетной кинематической схеме, можно "заморозить" ориентирующие степени подвижности А, В, С. Тогда робот можно рассматривать как робот в угловой системе координат.

Проведем расчет ускорений по формулам:

Параметры	φ1	ф2	ф3
qimin	-2,35	рад	-0,26	рад	-2,35	рад
qimax	2,35	рад	1,83	рад	2,35	рад
q`imax	1,00	рад/c	1,00	рад/c	1,00	рад/c
К­ТР	0,20	0,30	0,20
q``imax	1,06	рад/с2	1,59	рад/с2	1,06	рад/с2

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

mсхвата
=(0.51.5)mгр
m3
=m3
’
+ mориент+
mсхвата+
mгруза

mоснования
=(0.30.5)M∑
mi
=dSl∑
* kзап= dSl∑
(0.10.5)

mориент
=n*mгр
(0.51.5)Mr
∑
=m1
+m2
+m3
+ mоснования

=

mгруза	80	кг	mсхвата	64	кг
M∑	1750	кг	mоснования	700	кг
n	2	mориент	96	кг

Параметры	1 звено	2 звено	3 звено
l∑ (м)	0.3	0.3	0.17
Kзаполнения =(0.10.5)	0.25	0.3	0.4
Sсеч (м2 )	0.014	0.014	0.05
mi (кг)	485	330.6	344.4

Mr
∑
=1863 кг

5)Смешенная система координат

Роботы этого класса обладают, как правило, малой грузоподъемностью и высокой точностью позиционирования. Используются для автоматизации сборочных операций, распределения наполнителей, в «чистых» производствах.

Toshiba SR-854HSP

Широкое применение на операциях сборки, перемещения, упаковки, обслуживания конвейеров в различных отраслях промышленности.

Движение по координате Ф1 и Ф2 осуществляется за счет исполнительного электродвигателя, присоединенного соосно с осью вращения через планетарный редуктор, который обеспечивает высокое передаточное число и высокую точность, при малых габаритах.

Перемещение захвата по (изменение координаты R1) происходит за счет пневмоцилиндра, давление необходимое для работы цилиндра подводится извне, вместе с электрическими линиями.

Кинематическая схема робота.
Чтобы привести данный робот к расчетной кинематической схеме, можно "заморозить" ориентирующую степень подвижности А. Тогда робот можно рассматривать как робот в смешанной системе координат.

Проведем расчет ускорений по формулам:

Параметры	φ1	ф2	ρ1
qimin	-2,27	рад	-2,44	рад	0,10	м
qimax	2,27	рад	2,44	рад	0,40	м
q`imax	4,71	рад/c	5,57	рад/c	1,10	м/c
К­ТР	0,80	0,90	0,60
q``imax	6,11	рад/с2	7,37	рад/с2	6,72	м/с2

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

mсхвата
=(0.51.5)mгр
m3
=m3
’
+ mориент+
mсхвата+
mгруза

mоснования
=(0.30.5)M∑
mi
=dSl∑
* kзап= dSl∑
(0.10.5)

mориент
=n*mгр
(0.51.5)Mr
∑
=m1
+m2
+m3
+ mоснования

=

mгруза	6	кг	mсхвата	3	кг
M∑	70	кг	mоснования	21	кг
n	3	mориент	9	кг

Параметры	1 звено	2 звено	3 звено
l∑ (м)	0.3	0.55	0.85
Kзаполнения =(0.10.5)	0.2	0.2	0.2
Sсеч (м2 )	0.04	0.02	0.004
mi (кг)	16.5	12.87	23

1

Mr
∑
=73.6 кг