Манипулятор. Технические характеристики и конструктивное исполнение промышленных роботов. Специальные краныроботы

Название	Технические характеристики и конструктивное исполнение промышленных роботов. Специальные краныроботы
Дата	30.03.2022
Размер	2.58 Mb.
Формат файла
Имя файла	Манипулятор.pptx
Тип	Документы #427229

Заподно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана

Высшая школа «Машиностроения»

«Технические характеристики и конструктивное исполнение промышленных роботов. Специальные краны-роботы»

Проверила: Сатыбаева.Н.А

Выполнил: Төлегн.Д.С

Промышленные роботы

Промышленный робот - это машина-автомат, состоящий из исполнительного механизма (манипулятора) и системы управления.

Исполнительный механизм - манипулятор - пространственный механизм с несколькими степенями свободы, снабженный по каждой из них управляемым приводом.

Для захвата объектов манипуляторы

оснащаются захватными

устройствами (схватами).

Промышленный робот (продолжение)

Робот-манипулятор Кинематическая схема

Манипулятор

Манипулятором называется техническое устройство, предназначенное для воспроизведения рабочих функций руки человека (латинское «manipulus» - пригоршня).

Механизм манипулятора образован из пространственной незамкнутой кинематической цепи.

Звенья этой цепи имеют названия:

0 – корпус

1 – плечо

2 – предплечье

3 – кисть (захват)

4 - палец

Кинематические пары:

А – плечевой сустав Р3

В – локтевой сустав Р1

С – кистевой сустав Р3

**W = 6n – 5p1 – 4p2 – 3p3 – 2p4 - p5 = 63 – 51 – 3*2 = 7**

Назначение и область применения роботов

Промышленные роботы предназначены для замены человека при выполнении основных и вспомогательных технологических операций в процессе промышленного производства.

Примеры применения:

- Гибкие автоматизированные производства, создаваемые на базе ПР, позволяют решать задачи автоматизации (РТК, автоматизация технологических процессов).

- Копирующие манипуляторы, управляемые

человеком-оператором, необходимы при выполнении различных работ с радиоактивными материалами,

при выполнении работ в космосе,

под водой, в химически активных

средах и т.п.

Схема производственного участка

сварочных роботов

Классификация промышленных роботов

1. По характеру выполняемых технологических операций

- основные;

- вспомогательные;

- универсальные.

2. По системе координат руки манипулятора:

- прямоугольная (а);

- цилиндрическая (б);

- сферическая (в);

- сферическая угловая

(ангулярная) (г);

- комбинированная;

- другие.

3. По числу подвижностей манипулятора.

4. По виду производства:

- литейные;

- сварочные;

- кузнечно-прессовые;

- для механической обработки;

- сборочные;

окрасочные;
транспортно-складские.

5. По грузоподъемности:

сверхтяжелые (свыше 10000 Н).

6. По подвижности основания:

7. По типу силового привода:

- электромеханический;

- пневматический;

- гидравлический;

комбинированный.

8. По виду программы:

9. По характеру программирования:

10. По количеству манипуляторов

Классификация кинематических структурных схем манипуляторов

1 – ВВВ, три вращательных КП;

2 – ВВП, две вращательных КП и одна поступательная КП;

3 – ПВП, ВПП, ППВ, две поступательных КП и одна вращательная КП;

4 – ППП – три поступательных КП.

Если поступательных переносных степеней подвижности три (П=3), а вращательных вообще нет (В=0), то базовая система координат является прямоугольной (а), а рабочая зона имеет форму параллелепипеда.
В том случае, когда П=2, В=1, рабочая зона ПР приобретает цилиндрическую форму, вернее форму неполного цилиндра (б).
Если П=1, В=2, то рабочая зона представляет собой неполный шар, а базовая система координат R,θ,ϕ является сферической. Это наиболее универсальная система координат.
При П=0, В=3 получают ангулярную (угловую) базовую систему координат γ,θ,ϕ.

Управление манипуляторами

Функциональная схема ПР

Робототехнический комплекс (РТК)

РТК – автономно действующее средство производства, состоящее из одной или группы единиц производственного оборудования и взаимодействующее с одним ПР, включающее набор вспомогательного оборудования, обеспечивающее автоматический цикл работы внутри комплекса.

Состав РТК:

Манипулятор (поворотный, линейный)
Исполнительные устройства (схват,

Измерительные устройства
Вспомогательное оборудование

Робототехнический комплекс (продолжение)

РТК – это наиболее эффективное средство решения задач комплексной автоматизации, работающее по принципу гибкой «безлюдной» технологии под управлением компьютеров.

Достоинства РТК:

Автоматизация производства

Автоматизация – одно из направлений научно-технического прогресса, использующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкость выполняемых операций.
Экономический эффект как целевая функция автоматизации

Автоматизированная система управления производством

История робототехники

Термину «робот» в 2011 году исполнилось 90 лет.

Это широко использующееся сейчас слово впервые

применил чешский писатель Карел Чапек в пьесе R.U.R.

(Rossum's Universal Robots) для описания человекоподобных

механизмов, выполняющих рутинную работу (от чеш. robota).

Три закона роботехники (Айзек Азимов) :

- Робот не может нанести человеку вред или допустить, чтобы человеку был причинён вред.

- Робот должен повиноваться приказам человека, за исключением случаев, когда эти приказы противоречат I Закону.

- Робот должен беспокоиться о собственной

безопасности, лишь пока это не противоречит

I и II Законам.

Поколения промышленных роботов

Манипуляторы с автоматическим управлением называются промышленными роботами.

ПР по степени совершенства принято делить на роботов 1-го, 2-го и 3-го поколений.

Роботы 1-го поколения имеют «жесткую» программу и требуют точного позиционирования деталей, с которыми работают (методы обучения).

Робот 1-го поколения, осуществляющий

транспортные операции

Роботы 2-го поколения – устройства, приспособленные к изменяющейся внешней обстановке и не требующие точного позиционирования деталей (адаптивные роботы).

Силомоментное очувствление
Системы технического зрения (СТЗ)
Локационные системы
Тактильные системы

Роботы 3-го поколения способны выбирать способ движения в зависимости от окружающей обстановки (интеллектуальные роботы).

Интеллектуальные роботы - это роботы, которые могут распознавать объекты и их состояние и на основе такого распознавания автоматически определять действия, которые им следует выполнить.

Блок-схема системы управления интеллектуальным роботом

Интеллектуальные роботы

Персоналии

Павловский Владимир Евгеньевич

Доктор физико-математических наук

Институт прикладной математики

им. М.В. Келдыша РАН, г. Москва

Промышленные роботы ABB Robotics

Робот IRB 2400

Вертикальный робот с качающейся рукой SR-1 (SEF Roboter GmbH)

Основные элементы робота Общий вид

Научно-технические проблемы создания и совершенствования робототехнических систем

Основное требование, предъявляемое к роботам - качественное выполнение двигательных функций исполнительного органа.

Исполнительная система (совокупность механизмов и приводов, обеспечивающих движение конечного звена) имеет ключевое значение.

Научно-технические проблемы:

- исследование структур, кинематики,

статики и динамики манипуляционных

систем;

- изучение и особенности построения

многомерных систем регулирования;

- анализ методов синтеза программ

движений рт-систем, отвечающих тем

или иным критериям качества;

- проблемы создания интерфейса

человек-машина применительно к рт-

системам и решаемым с их помощью

техническим задачам.

Заключение

Промышленный робот (ПР) — автономное устройство, состоящее из механического манипулятора и системы управления (позволяющей перепрограммировать в широких пределах движения исполнительных органов манипулятора, их количество и траекторию;

Операции, выполняемые ПР:

Основные технологические операции (сварка, окраска, сборка и др.)
Вспомогательные технологические операции (загрузка-выгрузка технологического оборудования, транспортные и др.).
При сменной технологической оснастке выполняемые операции могут совмещаться одним роботом.