Структура промышленных роботов

Как следует из определения, приведённого выше, ПР состоит из исполнительного устройства в виде манипулятора и устройства программного управления. На рис. 3.4 представлена одна из конструкций промышленного робота.

Манипулятор ПР предназначен для выполнения двигательных функций при перемещении объектов в пространстве и представляет собой многозвенный механизм с разомкнутой кинематической цепью.

Конструктивно манипулятор состоит из несущих конструкций, исполнительных механизмов, захватного устройства, привода с передаточными механизмами и устройства передвижения.

Устройство управления ПР необходимо для формирования и выдачи управляющих воздействий манипулятору в соответствии с управляющей программой и конструктивно состоит из собственно системы управления, информационно-измерительной системы с устройствами обратной связи и системы связи.

Несущие конструкции служат для размещения всех устройств и агрегатов ПР, а также для обеспечения необходимой прочности и жесткости манипулятора. Несущие конструкции выполняют в виде оснований, корпусов, стоек, рам, тележек, порталов и т. п.

Исполнительный механизм – это совокупность подвижно соединённых звеньев манипулятора, предназначенных для воздействия на объект манипулирования или обрабатываемую среду.

Захватное устройство – конечный узел манипулятора, обеспечивающий захватывание и удержание в определённом положении объекта манипулирования.

Рис. 3.4. Конструкция промышленного робота:

1 – датчик обратной связи; 2 – захватное устройство; 3 – кисть; 4 – рука манипулятора; 5 – колонна; 6 – несущая конструкция (основание); 7 – при­вод руки; 8 – блок управляющего устройства с пультом

Принципы действия и конструкции захватных устройств различны и зависят от объекта манипулирования, включая его размеры, форму и физико-химические свойства. Захватные устройства можно классифицировать по следующим признакам: а) по способу захвата и удержания объекта; б) по наличию устройств очувствления. По первому признаку захватные устройства делят на механические, вакуумные, электромагнитные и комбинированные; по второму признаку — на неочувствленные и очувствленные.

Механические захватные устройства состоят из приводного устройства, механизма зажима и захватывающих элементов (губок схвата). По виду используемого привода механические схваты подразделяют на электромеханические, пневматические и гидравлические, а по виду движения губок — на схваты с поступатель­ным и поворотным движениями губок, осуществляемыми соответствующими механизмами зажима.

Вакуумные захватные устройства — это в основном вакуум-присосы, удерживающие предмет за счет разрежения воздуха, создаваемого между поверхностью предмета и вакуум-присосом.

Электромагнитные захватные устройства, основной частью которых являются электромагниты, используют для манипулирования с ферромагнитными предметами.

Схват с электромеханическим приводом приведен на рис. 21.2, а. Плоскопараллельное движение губок 1 и 2 схвата осуществляется с помощью электродвигателя М,зубчатой передачи 4 и передачи винт-гайка 3.

Рис. 21.2. Захватные устройства

У схвата, показанного на рис. 21.2, б,плоскопараллельное движение губок 1 и 2 обеспечивают параллелограммные механизмы 3, которые приводятся в движение от приводного вала 5 с помощью конической передачи 4. Для обеспечения легкосъемности схвата связан с последним звеном 6 манипулятора специаль­ным замком 7. Соединение фиксируется двумя рычажками 8, проходящими через пазы втулки 9 схвата и входящими своими концами в канавки звена 6. Рычажки подпружинены пружинами 10.

Схват с приводом от пневмоцилиндра одностороннего действия представлен на рис. 21.2, в. Губки 1 и 2 схвата через си­стему рычагов 3 и 4 приводятся в движение с помощью пневмо­цилиндра 5, закрепленного на последнем звене манипулятора, и пружины 6,

У схвата с пневмоцилиндром двойного действия (рис. 21.2, г) приводное устройство губок 1 и 2 представляет собой сдвоенную реечную пару 3, связанную с параллелограммными механиз­мами 4, обеспечивающими плоскопараллельное перемещение губок.

Схват для взятия плоских деталей, выполненный в виде ва­куум-присоса изображен на рис. 21.2, д. Разряжение между поверхностью заготовки и резиновой прокладкой 1, приклеен­ной к чашке 2, создается при отсосе воздуха через штуцер 4. Для компенсации погрешности позиционирования при опускании манипулятора чашка может перемещаться в вертикальном на­правлении в корпусе 3. Возврат в исходное положение осуще­ствляется пружиной 5.

В электромагнитном схвате (рис. 21.2, е.)три электромагнита 1 закреплены на крестообразном основании 2,которое крепится к звену 3.В основании звена видны пазы, используемые для установки электромагнитов на заданный размер заготовки.

На схватах промышленных роботов, если это необходимо по условиям технологического процесса, устанавливают чувстви­тельные элементы, дающие информацию об объекте и внешней среде, в которой функционирует робот.

Привод предназначен для преобразования подводимой энергии в механическое движение звеньев исполнительного механизма в соответствии с сигналами, поступающими с устройства управления.

Устройство передвижения служит для перемещения манипулятора или ПР в целом в необходимое место рабочего пространства и конструктивно состоит из ходовой части и приводных устройств.

Система управления необходима для непосредственного формирования и выдачи управляющих сигналов и состоит из пульта управления, запоминающего устройства, вычислительного устройства, блоков управления приводами манипулятора и технологическим оборудованием.

Информационно-измерительная система предназначена для сбора и первичной обработки информации для системы управления ПР, включает в себя устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов и датчики обратной связи.

Систему связи используют для обеспечения обмена информацией между ПР и оператором или другими роботами и технологическими устройствами с целью формулировки заданий, контроля за функционированием систем ПР и технологического оборудования, диагностики неисправностей, регламентной проверки и т.п.