Робототехника в промышленности

Почанин Юрий

По поверхности захватывания объекта: наружные (для захвата валов, корпусов, пластин) и внутренние (для захвата втулок, колец, шайб и т. п.).

По виду управления ЗУ подразделяются, рис. 3.17.

Рис. 3.17. Классификация захватных устройств ПР по виду управления

Неуправляемые —пружинные механические устройства с постоянными магнитами или с вакуумными присосками без принудительного разрежения. Для снятия

объекта с таких ЗУ требуется усилие большее, чем усилие его удержания.

Командные ЗУ управляются только командами на захватывание или отпускание объекта. К этой группе относят ЗУ с пружинным приводом, оснащаемые стопорными устройствами и срабатывающие через такт. Разжимаются и зажимаются губки пружинных ЗУ благодаря взаимодействию их с объектом манипулирования.

Жесткопрограммируемые ЗУ управляются сигналами системы управления ПР. Величина перемещения губок, взаимное расположение рабочих элементов, усилие зажима в таких ЗУ могут меняться по программе, которая может управлять и действием технологических приспособлений.

Адаптивные ЗУ —программируемые устройства, оснащенные различными датчиками внешней информации (определения формы поверхности, массы объекта, усилия зажима, наличия проскальзывания объекта относительно рабочих элементов ЗУ).

По характеру крепления ЗУ к руке манипулятора выделяют следующие виды ЗУ, рис. 3.18.

Несменяемые ЗУ —устройства, являющиеся неотъемлемой частью конструкции руки манипулятора, замена которых не предусматривается.

Рис. 3.18. Классификация захватных устройств ПР по характеру крепления ЗУ к руке манипулятора

Сменные – устройства, представляющие собой самостоятельные узлы с базовыми поверхностями для крепления к руке манипулятора.

Быстросменные ЗУ —сменные, у которых конструкция базовых поверхностей для крепления ЗУ к манипулятору обеспечивает их быструю смену (например, исполнение в виде байонетного замка).

Пригодные для автоматической смены ЗУ —устройства, у которых конструкция базовых поверхностей обеспечивает возможность их автоматического закрепления на руке манипулятора.

Поскольку в машиностроении широкое распространение получили ПР с механическими захватами, приведем классификацию механических ЗУ по наличию и типу привода и типу передаточного механизма, рис. 3.19.

Рис. 3.19. Классификация механических захватных устройств ПР

В ней выделены две группы ЗУ: приводные и неприводные. По типу механизма, передающего усилие от привода к зажимному органу, представлены четыре группы.

Из множества схем механизмов передачи усилий в захвате на практике чаше всего используются схемы плоских механизмов с одним двигателем и одной степенью свободы для захватывания призматических (любого сечения) и плоских объектов.

В случае длинномерных объектов они обеспечивают захватывание одного сечения. Простейшими являются схемы с прямой передачей, в которых единственный подвижный рабочий элемент жестко связан со штоком пневмоцилиндра и поэтому перемещается по его оси. Введение объекта в зону между рабочими элементами осуществляется вдоль вертикальной оси.

Из механизмов с несколькими степенями подвижности наиболее распространены механизмы с двумя выходными

звеньями, симметрично расположенными и симметрично перемещающимися относительно средней плоскости. В схеме с простейшим шарнирно-рычажным механизмом осуществляется преобразование линейного горизонтального движения штока пневмоцилиндра во вращательное движение верхнего рабочего элемента. Введение объекта в зону между рабочими элементами осуществляется вдоль горизонтальной оси (обычно выдвижением руки).

Очень распространены схемы клещевых захватов, в которых выходные звенья вращаются симметрично относительно горизонтальной оси вокруг неподвижных осей в противоположные стороны. Все эти схемы выполнены так, чтобы сжатие губок захвата осуществлялось при подаче давления в бесштоковую полость пневмоцилиндра. Общим недостатком клещевых захватов является вращение рычагов. При жестком закреплении на них рабочих элементов не может быть обеспечено захватывание плоских предметов различной толщины, поэтому клещевые ЗУ чаще используются для захватывания цилиндрических объектов.

В группе шарнирных механизмов определенный интерес представляет схема, в которой один механизм присоединен к другому. Необходимость такого соединения состоит в том, что при подходящем выборе параметров может быть получено очень широкое раскрытие рабочих элементов, необходимое в ряде случаев. Рабочие элементы вращаются вместе с рычагами, как у обычного клещевого захвата. Все рассмотренные шарнирные механизмы имеют только вращательные пары, они достаточно просты в изготовлении, что особенно важно при доводке и модернизации захватов в процессе эксплуатации роботов. Увеличенные зазоры и погрешности сопрягаемых поверхностей не существенно сказываются на стабильности положения объекта, поскольку при захватывании зазоры выбираются в одну сторону. При правильном выборе параметров и ограничении перемещений и углов поворота звеньев заклинивание и застревание объекта практически исключаются.

Глава 4. Информационно-измерительная система робота

Функциональные возможности промышленных роботов, их динамическая точность, надежность и быстродействие в значительной мере определяются видом и составом информационно-измерительной и управляющей системы (ИИУС), в состав которой, в зависимости от характера решаемых задач и функциональных особенностей, могут входить различные наборы датчиков, т.е. образуется так называемая система очувствления промышленных роботов. Существует классификация систем очувствления ПР, согласно которой средства очувствления делятся на бесконтактные, которые в свою очередь подразделяются на системы технического зрения и локационные системы очувствления, и контактные, имеющие деление на системы силомоментного и тактильного очувствления. Роботы, оборудованные системами технического зрения (СТЗ), применяются в промышленном производстве на операциях контроля и сортировки различных деталей, сборки и комплектации узлов, разбора деталей, поступающих в навале, для измерения координат движущихся деталей, подлежащих захватыванию, на операциях контроля качества покрытия и других операциях.

Информационная система (ИС) обеспечивает сбор, первичную обработку и передачу в систему управления данных о функционировании узлов и механизмов ПР (в том числе и блоков системы управления) и о состоянии внешней среды. Информационная система входит в состав СПУ и включает в себя устройство обратной связи (УОС), устройство сравнения (УСр) сигналов и комплекс датчиков обратной связи (ДОС) различного функционального назначения.

Информационные системы ПР по функциональному значению условно можно разделить на три подсистемы: