- •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
13.4. Требования к промышленным роботам, включаемым в состав ртк
ПР должны обеспечить выполнение вспомогательных функций: установку заранее ориентированных заготовок в приспособление станка, снятие детали со станка и раскладку их в тару или укладку в магазин (транспортер), кантование деталей на 90о, 180о, выдачу технологических команд, межстаночное транспортирование.
ПР как средства автоматизации должны иметь:
конструктивно-технологические параметры, соответствующие техническим параметрам ТО: грузоподъемность, скорость перемещения, точность позиционирования, размеры рабочей зоны, тип СПУ;
возможность улучшать технико-экономические показатели ТО: производительность не менее, чем на 20 %, повышать коэффициент загрузки TO в 2–2,5 раза и т. д.;
минимальное число степеней подвижности при условии обеспечения требуемых перемещений;
достаточную степень универсальности для возможности перехода оборудования с выпуска одного изделия на другое с минимальными затратами времени;
высокую надежность, жесткость, виброустойчивость всех рабочих органов. Наработка на отказ должна быть не менее 100 ч;
зону, обеспечивающую возможность наблюдения за процессом обработки и вмешательства в процесс в случае аварийной ситуации с обеспечением при этом условий безопасности обслуживающего персонала.
Роботы, входящие в состав РТК, должны дополнительно обеспечивать:
Совместную работу всех устройств, входящих в РТК, на основе механических и электрических связей (ЧПУ, ОТО, средств оснащения, устройств управления ПР и микропроцессоров исполнительных механизмов), согласование взаимных команд, а также автоматизированное или автоматическое перепрограммирование).
Свободный доступ в зону установки и снятия деталей со станка, в зону перемещения захватного устройства, технологического оснащения и других систем, а также возможность манипулирования предметами труда между машинами и механизмами РТК.
Автоматизированную или автоматическую смену инструмента, оснастки и рабочих органов ПР.
Применение ПР как средств автоматизации металлорежущих станков может осуществляться в двух направлениях:
Создание однопозиционных РТК, где робот обслуживает один станок. При этом ПР может быть автономным либо встроенным в станок. Автономные ПР более универсальны и могут обслуживать гамму станков со схожими зонами загрузки. Встроенные ПР создаются, как правило, для определенной модели TO и крепятся к какой-либо части корпуса TO (на передней бабке токарных станков – «ЭлектроникаНЦ-ТМ-01», сзади рабочей зоны станка ТПК-125В – робот РП-901 и накопитель на 20 позиций).
Создание многопозиционных и групповых технологических комплексов на основе ПР, обслуживающих группу станков (от 2 до 6). В таких РТК ПP, кроме операций загрузки, TO выполняет межстаночное транспортирование деталей, их переориентацию, а также функции управления (согласование последовательности работы) станками. Групповые комплексы создаются на основе ПР с ЧПУ, обладающим большим объемом памяти и способным обслуживать разнотипные станки, имеющие подобные схемы загрузки и характеристики обрабатываемых деталей.