- •Мехатронные и робототехнические системы
- •Введение
- •Глава 1. Предпосылки развития, основные понятия и принципы построения мехатронных устройств
- •Предпосылки развития мехатроники
- •Основные понятия и определения мехатроники
- •Принципы построения, признаки и состав мехатронных систем
- •Глава 2. Применение мехатронных машин
- •2.1. Мобильные мехатронные роботы для инспекции и ремонта подземных трубопроводов
- •2.2. Лазерный робототехнический комплекс
- •2.3. Робототехнический комплекс механообработки
- •2.4. Технологические машины – гексаподы
- •2.5. Транспортные мехатронные средства
- •Глава 3. Структура и принципы интеграции мехатронных систем
- •Глава 4. Проблемы и современные методы управления мехатронными модулями и системами
- •4.1. Принципы построения систем интеллектуального управления в мехатронике
- •4.2. Иерархия управления в мехатронных системах
- •4.3. Системы управления исполнительного уровня
- •4.3.1. Адаптивное регулирование по эталонной модели
- •4.3.2. Нечеткие регуляторы исполнительного уровня
- •4.3.3. Системы управления тактического уровня. Система контурного силового управления технологическим роботом
- •4.3.4. Способы программирования траекторий технологических роботов
- •4.3.5. Интеллектуальные системы управления на основе искусственных нейронных сетей
- •Глава 5. Области применения роботов и робототехнических систем. Классификация промышленных роботов и их технические характеристики
- •5.1. Классификация роботов
- •5.2. Техническая характеристика пр (гост 25378 - 82)
- •Глава 6. Структура, классификация и основы кинематики манипуляционных систем промышленных роботов
- •6.1. Структура манипуляторов промышленных роботов
- •6.2. Переносные и ориентирующие степени подвижности манипулятора
- •6.3. Основы кинематики манипуляторов роботов
- •Положение I-го звена относительно предыдущего (I-1)-го устанавливается с помощью обобщенной координаты qi (рис. 6.6):
- •6.4. Однородные координаты. Матрица перехода 4×4 кинематической пары
- •6.5. Определение ориентации звеньев манипуляторов с использованием углов Эйлера
- •Глава 7. Прямая задача кинематики манипуляторов роботов. Абсолютные скорости и ускорения в манипуляционных системах промышленных роботов
- •7.1. Теоретические вопросы решения прямой задачи
- •7.2. Решение прямой задачи кинематики манипуляторов при позиционном (цикловом) управлении
- •7.3. Определение абсолютных скоростей и ускорений точек и звеньев манипулятора
- •Глава 8. Обратная задача кинематики манипуляторов роботов
- •8.1. Обратная задача кинематики манипуляторов роботов при контурном управлении
- •8.2. Решение обратной задачи кинематики манипуляторов на основе линейной зависимости между абсолютными и обобщенными скоростями (управление по скорости)
- •Глава 9. Динамический синтез и анализ манипуляционных систем промышленных роботов
- •Глава 10. Назначение, состав и классификация робототехнических комплексов
- •10.1. Назначение робототехнических комплексов
- •10.2. Состав и классификация робототехнических комплексов
- •Глава 11. Траектории манипуляторов роботов в составе робототехнических комплексов
- •Компоновка ртк и возможные траектории схвата манипулятора
- •11.2. Анализ местных (частных) траекторий манипулятора
- •11.3. Особенности использования нескольких пр в одном ртк
- •11.4. Межстаночные траектории как функции числа схватов и организации производственной сцены
- •Глава 12. Планирование траекторий схвата манипулятора на основе сплайн – функций
- •12.1. Планирование траекторий при ограниченном числе
- •Опорных точек
- •12.2. Общие случаи планирования траекторий в пространстве обобщенных координат
- •Глава 13. Применение робототизированных технологических комплексов в механообрабатывающем производстве
- •13.1. Требования к технологическим процессам, реализуемым в ртк
- •13.2. Требования к деталям, обрабатываемым в ртк
- •13.3. Требования к технологическому оборудованию, используемому в ртк
- •13.4. Требования к промышленным роботам, включаемым в состав ртк
- •13.5. Требования к вспомогательному и транспортно-накопительному оборудованию, включаемому в ртк
- •13.6. Требования к ртк
- •13.7. Общие характеристики и особенности ртк механообработки
- •Библиографический список
- •Оглавление
13.2. Требования к деталям, обрабатываемым в ртк
Номенклатура деталей, обработка которых технологически возможна и целесообразна в РТК, определяется следующими факторами:
конструктивными параметрами деталей (геометрической формой, взаиморасположением элементов деталей);
видом и состоянием заготовки, поступающей в РТК;
технологическими требованиями, предъявляемыми к детали;
габаритами и массой детали.
При выборе состава деталей необходимо учитывать, что процесс обработки в РТК проходит без участия человека.
Конструктивно-технологические параметры деталей, предназначенных для обработки в РТК, должны иметь:
однородные по форме и расположению поверхности для захвата, позволяющие без дополнительной выверки устанавливать их на TO с использованием, например, центров, патронов, пневмотисков и т. п.;
ясно выраженные технологические базы и признаки ориентирования, позволяющие организовывать их транспортирование и складирование в ориентированном виде с использованием стандартизированной вспомогательной оснастки типа кассет, поддонов, ячеек и т. п.;
возможность унификации процессов обработки и типов TO с целью применения группового метода обработки на серийно выпускаемом ТО.
Выбор номенклатуры и типоразмеров деталей для РТК должен производиться с учетом следующих факторов:
номенклатуры деталей общемашиностроительного применения, приведенной в классификаторе промышленной и сельскохозяйственной продукции;
анализа номенклатуры деталей, обрабатываемых и выпускаемых на производственных участках;
возможных вариантов захвата деталей различных геометрических форм захватными устройствами ПР;
ограничительных требований к размерам и весовым характеристикам детaлей;
номенклатуры и технологических характеристик TO, используемого в машиностроении и подлежащего освоению.
Наиболее объективным и стабильным классификационным признаком является геометрическая форма деталей. Вторичными признаками являются конструктивные характеристики отдельных элементов деталей, их взаимное расположение, наименование детали, ее параметрический признак, выполняемые ею функции.
По геометрической форме все детали, применяемые в машиностроении, разделены на два класса:
класс 40 – детали типа тел вращения;
класс 50 – детали «кроме тел вращения».
Параметрический признак используется для деления деталей на подклассы. Например, отношение L/D позволяет разделить класс 40 на подклассы: «длинные детали» (оси, валы, пальцы) и «короткие детали» (кольца, диски, фланцы).
Наименование деталей определяет их характерные признаки (шестерни, рейки, рычаги и т. п.), что позволяет разделить детали на группы.
Расположение отдельных элементов деталей определяет их виды (главный вал, ступица и т. п.).
Классификационная сетка деталей позволяет в соответствии с технологическим классификатором деталей установить типовой технологический процесс для заданной детали и выбрать TO.
Исходя из указанных требований и технических параметров современных ПР и ТО, для обработки в РТК рекомендуется следующая номенклатура деталей:
по классу 40 – гладкие и ступенчатые прямоосные и эксцентриковые валы с диаметром до 160 мм и длиной до 2000 мм, диски, фланцы, кольца, гильзы, втулки с диаметром до 500 мм и длиной до 300 мм;
по классу 50 – плоские и объемные детали простейшей формы (планки, крышки, шпонки, угольники, коробчатые детали и т. п.) размерами до 1000х1000x1000 мм.
Массовые характеристики деталей ограничены в пределах до 500 кг.
Для обработки в РТК не рекомендуется включать:
по классу 40 – детали с элементами не тел вращения (мальтийские кресты, крыльчатки) и детали, изогнутые из листов, полос, лент, крепежные детали, шкалы, лимбы;
по классу 50 – детали, изогнутые из листов, труб, балки, решетки, профильные детали, пружины, рессоры, ручки, то есть детали, не имеющие определенной геометрической формы и не обладающие единством базовых поверхностей.
Ограничения по форме деталей диктуются не столько ПР, сколько трудностями транспортирования деталей при использовании стандартной тары и приемо-передающих механизмов. Однако эти типы деталей могут быть включены в РТК при их массовом производстве, где можно использовать специальные захваты и оснастку.