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:

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:

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

m_схвата
=(0.51.5)m_гр
m₃
=m₃
^’
+ m_{ориент+}
m_{схвата+}
m_груза

m_{основания}
=(0.20.5)M_∑
m_i
=dSl_∑

m_ориент
=n*m_гр
(0.51.5)M^r
_∑
=m₁
+m₂
+m₃
+ m_{основания}

=d=7800кг/м³

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

M^r
_∑
=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:

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

m_схвата
=(0.51.5)m_гр
m₃
=m₃
^’
+ m_{ориент+}
m_{схвата+}
m_груза

m_{основания}
=(0.30.5)M_∑
m_i
=dSl_∑
* kзап= dSl_∑
(0.10.5)

m_ориент
=n*m_гр
(0.51.5)M^r
_∑
=m₁
+m₂
+m₃
+ m_{основания}

=

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

M^r
_∑
=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:

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

m_схвата
=(0.51.5)m_гр
m₃
=m₃
^’
+ m_{ориент+}
m_{схвата+}
m_груза

m_{основания}
=(0.30.5)M_∑
m_i
=dSl_∑
* kзап= dSl_∑
(0.10.5)

m_ориент
=n*m_гр
(0.51.5)M^r
_∑
=m₁
+m₂
+m₃
+ m_{основания}

=

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

M^r
_∑
=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:

Проведем расчет массы звеньев по следующим формулам.

m_схвата
=(0.51.5)m_гр
m₃
=m₃
^’
+ m_{ориент+}
m_{схвата+}
m_груза

m_{основания}
=(0.30.5)M_∑
m_i
=dSl_∑
* kзап= dSl_∑
(0.10.5)

m_ориент
=n*m_гр
(0.51.5)M^r
_∑
=m₁
+m₂
+m₃
+ m_{основания}

=

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

M^r
_∑
=73.6 кг