4

Федеральное агентство по образованию

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова

Кафедра технологии машиностроения

Утверждено

научно-методическим

советом университета

Составление кинематической структуры манипулятора промышленного робота Практическое занятие №1

Методические указания

к практическим занятиям

по дисциплине «Робототехника в ПСМ и изделий», «Роботы и РТК»

для студентов специальностей 270101, 150101

(очное и заочное отделения)

Белгород 2006

УДК 621

ББК

С

Составители: Бондаренко В.Б., канд. техн. наук, проф.

Гринёк А.В., ассистент

Рецензент: Калашников А.Т., канд. техн. наук, проф.

Составление кинематической структуры манипулятора промышленного

робота: Методические указания. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г.Шухова, 2006.– 25с.

В настоящих методических указаниях приводятся основные сведения о промышленных роботах(ПР), методике построения кинематических структур манипуляторов ПР на базе ПР кафедры «Технологии машиностроения» и компоновочных схем приложения.

Издание предназначено для студентов специальностей 150101

УДК

©Белгородский государственный

технологический университет

(БГТУ) им. В.Г.Шухова, 2006

Составление кинематической структуры манипулятора промышленного робота

Цель работы: Изучить устройство, основные характеристики промышленных роботов (ПР) и научиться составлять кинематическую структуру на примере ПР кафедры «Технология машиностроения».

Оборудование и принадлежности: 1.Промышленные роботы в лаборатории кафедры «Технология машиностроения». 2.Методические указания к выполнению работы.

Содержание работы

1. Основные сведения о промышленных роботах

Промышленные роботы широко применяются во всех видах деятельности человека. Роботы, применяемые в промышленности принято называть промышленными роботами (ПР). Область применения ПР в производстве: литейное, кузнечное, сварочное производство, механическая обработка, термообработка, сборка и т.д.

В соответствии с ГОСТ 25686-85 ПР определяется как автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Манипулятор - устройство (или машина) для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека, оснащённое рабочим органом и управляемое оператором или действующее автоматически. Т.о. ПР можно назвать перепрограммируемым манипулятором.

Конструкция манипулятора ПР может быть обычно разделена на несколько структурных элементов, выполняющих различные функции и выполняющих различные виды движений: основание (обычно неподвижное звено), корпус (стойка, каретка), механическая рука, захватное устройство. Манипулятор состоит из звеньев, соединённых между собой определённым образом. Одно звено является основанием (базой), относительно которого осуществляется отсчёт перемещений и ориентация всех звеньев и в особенности звена, представляющего собой рабочий орган манипулятора. Рабочий орган служит для непосредственного выполнения технологических и(или) вспомогательных операций. Рабочим органом манипуляционных ПР, рассматриваемых в данной лабораторной работе, является захватное устройство (схват).

Группа звеньев, соединяющих рабочий орган с основанием, образует кинематическую цепь робота. Два соседних звена составляют кинематическую пару, число степеней подвижности которой определяется по числу независимых движений одного звена пары относительно другого.

Среди ПР можно выделить технологические и вспомогательные. Вспомогательные роботы выполняют подъемно-транспортные работы, применяются для обслуживания основного технологического оборудования.

Технологические роботы используются для операций обработки, сварки, окраски, для литейного и штамповочного производства и т. д. Особо нужно выделить сборочные роботы, так как сборочные операции могут составлять до 60 процентов трудоемкости изготовления машин и приборов. Технологические роботы, как правило, сложнее вспомогательных. Их проектирование требует многих знаний по условиям эксплуатации.

Для обозначения моделей ПР принята следующая система буквенных и цифровых индексов, определяющих:

• вид оборудования: М — манипулятор, КМ — манипулятор для кузнечно- прессового оборудования, ЛМ - для литейного оборудования;

• грузоподъемность (кг): числовые значения в соответствии с ГОСТ;

• тип системы программного управления: позиционная, цикловая (с

ограниченным числом точек позиционирования) - Ц, позиционная числовая - П, контурная - К, комбинированная (универсальная) — У.

-компоновочная схема - двузначное число (00, 01,... 99);

-конструктивное исполнение (число рук, величина ходов и т.п.) — двухзначное число.

Например, модель ПРМ20К 81.01 - обозначает ПР с манипулятором грузоподъемностью 20 кг, контурной системой управления, компоновка типа 81 (цилиндрическая система координат), конструктивное исполнение -01.

Для обозначения ПР агрегатно-модульной конструкции после первого буквенного обозначения добавляется индекс А. Для каждого вида производства существует свое обозначение: А - литейное производство;

Б -кузнечно-прессовое оборудование; В - металлорежущие станки; Г - линии гальванопокрытия; Д - процессы сборки.

Основными классификационными признаками ПР в машиностроении являются: характер выполняемых операций, специализация, грузоподъемность, способ установки на рабочем месте, тип привода, вид управления, способ программирования, число степеней подвижности,

возможности передвижения, система координатных перемещений. Последние три определяются характеристиками кинематики ПР.

В зависимости от характера выполняемых операций ПР делятся на технологические (производственные), вспомогательные (подъемно-транспортные) и комбинированные.

По специализации ПР подразделяют на специальные, специализированные и универсальные.

Различают тип силового привода: электрический, пневматический, гидравлический и комбинированный ; вид системы управления: с цикловой, программной (позиционной, контурной, комбинированной) и адаптивной системами управления.

По грузоподъемности различают сверхлегкие (до 1 кг), легкие (до 10 кг), средние (до 200 кг), тяжелые (до 1000 кг) и сверхтяжелые (свыше 1000 кг) роботы.

По способу установки на рабочем месте известны напольные, подвесные и встроенные ПР. По возможности передвижения ПР могут характеризоваться как стационарные или подвижные.

Система основных координатных перемещений ПР: прямоугольная (плоская и пространственная), цилиндрическая, сферическая, угловая, ангулярная и др. ПР имеют две и более степеней подвижности.