3.1 Техническая классификация пр

В представленной классификации будут рассмотрены основные технические показатели ПР, характеризующие роботы с точки зрения их промышленного применения и технологических возможностей. В основу классификации положено разделение ПР на три большие группы: общее исполнение, подвижность и управление.

1. Общее исполнение

В результате различного исполнения роботы подразделяются: по количеству манипуляторов, типу привода, схеме их расположения, грузоподъемности, исполнению и системе координат.

Количество манипуляторов

По количеству манипуляторовПР разделены на три подгруппы: одно- , двух- и многоманипуляционные.

Наиболее широко применяются одноманипуляционные ПР: для осуществления разнообразных основных и вспомогательных химико-технологических операций (например, разделка, герметизация, транспортные и погрузочно – разгрузочные работы). Преимущество данных роботов – простота их конструкции и систем управления, легкость в перепрограммировании, недостатки – достаточно большое время холостых ходов, снижающее производительность робота.

Двухманипуляционные ПР применяются в основном для взятия, транспортирования и разгрузки (загрузки) деталей (изделий). Преимущество данных роботов состоит в сокращении времени холостых ходов (по сравнению с одноманипуляционными), что приводит к повышению производительности ПР. К недостаткам необходимо отнести: более сложное конструктивное исполнение, значительно сложнее процесс программирования и перепрограммирование, более высокая стоимость.

Многоманипуляторные ПР – применяются пока ограниченно и могут быть отнесены к специальным ПР. Они обладают самым сложным конструктивным исполнением и высокой стоимостью.

Из общего парка используемых ПР одно и двухманипуляционные составляют более 98%.

2. Привод

Привод – это устройство, служащее для преобразования энергии какого-либо вида в поступательное и вращательное движение кинематических пар манипулятора. Привод играет роль «мышц» робота.

По типу привода ПР подразделяются на четыре группы: с электромеханическими, гидравлическими, пневматическими и комбинированными приводами [113, 114, 162, 201]. Системы приводов ПР различны, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Системы приводов в значительной мере влияют на технологические возможности ПР.

Наибольшее распространение в используемых в промышленности ПР нашли пневмоприводы. Они просты, надежны, дешевы, однако технологические возможности таких ПР существенно ограничены, так как пневмопривод обеспечивает перемещение исполнительного механизма от упора до упора, т.е. работает в режиме циклового управления и обладает по каждой степени подвижности робота, как правило, не более 2-х точек позиционирования. Кроме того, в пневмоприводах не обеспечивается управление скоростью перемещения. Пневмоприводы используются для ПР с грузоподъемностью до 10 кг и обладающих высоким и средним быстродействием.

Гидроприводы позволяют избежать основных недостатков ПР с пневмоприводом, т.е. гидроприводы обеспечивают хорошую регулировку усилий и скоростей, при этом развивают наибольшие усилия, из всех типов приводов. Их используют в ПР грузоподъемностью более 10 кг. ПР с гидроприводами имеют более широкие технические возможности и, как правило, позиционное и контурное управление. Однако у них есть недостатки – это низкая быстроходность, нестабильность работы при изменении климатических и производственных условий (например, температуры движителя), потребность в отдельной гидростанции, обладают более сложным конструктивным исполнением, возможностью загрязнения производственной среды и предмета манипулирования. Как пневматические, так и гидравлические приводы реализуются в виде соответственно пневмоцилиндров (гидроцилиндров) и пневмодвигателей (гидродвигателей).

В электромеханических приводах используются электродвигатели постоянного и переменного тока, шаговые и линейные двигатели, а также вибродвигатели. Технологические возможности ПР с электроприводом значительно шире, чем у рассмотренных выше. Они просты в обслуживании, надежны в работе и хорошо управляемы, просто стыкуются с основным оборудованием, и к ним легко подводится движитель. При этом, низкий уровень шума, отсутствие загрязнения, как технологической среды, так и предмета производства, значительно расширяет их технологические возможности. Однако применение электромеханических приводов сдерживается из-за отсутствия электродвигателей с необходимыми характеристиками, худшими массогабаритными параметрами. Заметим, что за последнее десятилетие наметилась тенденция значительного роста парка электромеханических роботов, которые в ближайшее время будут занимать доминирующее положение в робототехнике [199, 201].

С учетом существующих недостатков систем приводов создаются различные комбинированные приводы: пневмогидравлические, пневмоэлектрические, электрогидравлические и т.д. Комбинированные приводы расширяют технологические возможности ПР, однако при этом значительно усложняется конструкция и управление ПР.

В зависимости от месторасположения привода на ПР роботы можно подразделить на три группы: с расположением привода в едином блоке, на исполнительных органах (исполнительном устройстве) и комбинированное расположение (компоновка) привода.