Манипуляторы промышленных роботов
К манипуляторам ПР, используемых в ГАП, и их захватам предъявляется ряд требований, определяемых необходимой точностью позиционирования, средой, в которой должен работать робот, и другими параметрами (температурой, давлением, траекторией и скоростями перемещения). Исходя из требований, определяется тип привода и его конструктивное исполнение. С учетом малой грузоподъемности применяют пневматический и электромеханический приводы. Пневмопривод — для манипуляторов, работающих при позиционном управлении и обрабатывающих небольшое число точек позиционирования, координаты которых определяются установленными упорами. Для позиционирования пневмопривода в нескольких точках последовательно подключают несколько пневмоцилиндров, использование двух пневмоцилиндров дает четыре точки позиционирования.
Схемы механизмов поворота рабочих органов с использованием пневмопривода приведены на рис. 1.21—1.24.
Реечный привод обеспечивает поворот на любой угол (больше чем 360°) и создает высокую плавность хода, поскольку использование двух пневмоцилиндров позволяет одному из них при повороте играть роль тормоза и выбирать зазор в зацеплении (рис. 1.21).
Кривошипный привод имеет высокую нагрузочную способность, но обеспечивает поворот на угол 120°. Он используется для поворота массивных элементов манипулятора при ограниченных углах поворота (рис. 1.22).
Пластинчатый привод компактен, но не обеспечивает достаточно больших моментов. Здесь поворот происходит за счет подачи давления в одну из полостей, образованных в цилиндрической расточке корпуса подвижной и неподвижной пластинами, уплотненными эластичными манжетами. ПР с таким приводом используется для ротации зажима (рис. 1.23).
Для работы в контролируемой среде или высоком вакууме используются манипуляторы, выполненные на основе гибких герметичных трубчатых элементов (ГГТЭ). Простейший ГГТЭ представляет собой трубку эллиптического сечения, согнутую в незамкнутое кольцо. При подаче давления в полость трубки она немного разгибается, при снятии давления вследствие упругости возвращается в прежнее положение. Используя набор таких од-нозвенных механизмов, можно скомпоновать манипулятор с необходимым числом степеней подвижности.
На рис. 1.24 изображен манипулятор на ГГТЭ с двумя степенями подвижности рабочего органа. При подаче давления в трубку / осуществляется поворот руки манипулятора в горизонтальной плоскости. Трубчатые элементы 2 и 4 формируют перемещение захвата 3 в вертикальной плоскости. Захват состоит из двух ГГТЭ, при подаче напора внутрь которых происходит разжим губок, сжимаются губки при снятии давления от действия сил упругости.
Для приводов сверхлегких манипуляторов, работающих в контролируемой среде, применяются эластичные звенья, деформация которых определяется подачей давления в их внутренние полости. Манипулятор такого типа содержит несколько трехкамерных участков, расположенных по длине звена. В каждом участке имеется три полости (канала). Набрав несколько
таких участков и соединив необходимым образом их полости, можно, подав давления Рх, Р2, Л, добиться требуемых перемещений"* рабочего органа в достаточно широком диапазоне (рис. 1.25). Основной проблемой, возникающей при конструировании таких манипуляторов и манипуляторов на основе ГГТЭ, является борьба с колебаниями, возникающими на участках разгона и торможения рабочих органов. Для борь бы с этими колебаниями используются электро- и магнитореологические жидкости с управляемой вязкостью. Так, манипулятор / заключается в эластичную трубку 3, между стенками которой залита магнитореологическая жидкость 4, управляемая магнитным полем, создаваемым катушками 2 (рис. 1.26).
При подаче тока в катушки в конце перемещения вязкость жидкости резко возрастает, что приводит к демпфированию возникающих колебаний. В вакуумных манипуляторах также используются металлические сильфоны, герметичные волновые передачи и другие механизмы, осуществляющие передачу движения через упругодеформируемую стенку, применяются и вводы движения в вакуум.
Захватывающие приспособления, используемые в манипуляторах электронной техники, применяют для захвата пластин, кристаллов, корпусов ИС. При удержании пластин и кристаллов основным требованием является минимальное взаимодействие пластины (кристалла) и схвата. Поэтому используются вакуумные или струйные схваты.
Вакуумные схваты обеспечивают высокую жесткость удержания, но приводят к нагружению пластины атмосферным давлением и к некоторой ее деформации. Возможны повреждения поверхности со стороны зоны вакуу-мирования, поэтому часто недопустим зажим пластины вакуумным схватом с рабочей стороны (рис. 1.27).
Струйный схват является бесконтактным и применяется при манипулировании наиболее ответственными деталями при захвате со стороны рабочей поверхности (рис. 1.28). Канал 2, подводящий сжатый воздух, заканчива-
ется наклонным соплом 5, которое формирует плоский поток в зазоре между торцом захвата / и пластиной в направлении окна, образованного двумя ограничительными стенками 4. Благодаря разряжению, возникающему в зазоре при истечении потока воздуха, пластина захватывается и удерживается на некотором расстоянии от торца захвата, причем зазор устанавливается автоматически из условия равновесного положения изделия.
Произвольно захваченная пластина под действием потока перемещается в направлении ограничительных стенок и поворачивается так, что оказывается прижатой торцом к ограничительным стенкам 4. Ориентация и базирование детали в процессе захвата при отсутствии механического контакта повышает производительность, снижает брак от механических повреждений и позволяет отказаться от дополнительных ориентирующих устройств.
Дата добавления: 2015-10-29; просмотров: 1213;