[ЗВУКОВАЯ_ЗАСТАВКА] Здравствуйте, уважаемые слушатели!
Сегодня мы с вами продолжим рассматривать кинематику манипуляторов,
строение манипуляторов на примере учебного робота Робин РСС-1 Сфера.
Рабочим звеном робота является манипулятор,
снабженный на свободном конце захватным устройством.
Звенья манипулятора соединены между собой
вращательными кинематическими парами 5-го класса.
Существуют различные способы установки роботов: это стационарное,
напольное исполнение, подвижное исполнение на портале или подвесное.
Это первый фактор, определяющий форму и конструкцию манипулятора.
Кроме этого, очень важное значение имеет размер и
форма рабочей зоны, требуемая грузоподъемность.
Значительно сказываются тип приводов,
которые используются в промышленных роботах.
Могут использоваться совершенно различные типы приводов: зубчатые,
рычажные, ремённые передачи, цепные.
Каждая кинематическая пара приводится в движение от
управляемого привода — электродвигателя с червячными редукторами.
Червячная передача не позволяет обращение движения,
поэтому снижаются требования к специальным тормозным устройствам.
Для того чтобы зафиксировать звенья под нагрузкой в требуемом положении,
достаточно для этого просто остановить вал червяка.
Вращательное движение последнего звена приводится также от
электродвигателя с червячной передачей,
но двигатель вынесен в основание робота, а непосредственно к звену подведена тяга.
Таким образом, здесь встроен дополнительный шарнирно-рычажный механизм,
который передает вращательное движение на последнее звено.
С целью увеличения зоны обслуживания в данном комплексе робот установлен
на подвижном основании, совершающем поступательное движение вдоль станков.
Основание приводится в движение шариковинтовой передачей
от электродвигателя.
Обратимся теперь к схеме данного робота.
Основная несущая кинематическая цепь — пространственная незамкнутая,
образована подвижными звеньями 1, 2, 3 и основанием О.
Группа звеньев 4 и 5 — дополнительная приводная цепь,
обеспечивающая движение последнему звену манипулятора.
Введение этих звеньев не влияет на степень подвижности манипулятора в целом,
и при подсчете степени подвижности манипулятора их можно не учитывать.
Степень подвижности механизма, или число его степеней свободы относительно стойки,
определяется числом ведущих звеньев.
Число степеней подвижности произвольной пространственной кинематической
цепи можно определить по формуле Сомова-Малышева.
Эта формула также называется формулой подвижности или структурной
формулой кинематической цепи общего вида.
Здесь n — число подвижных звеньев,
P — число кинематических пар соответствующего класса.
Для простой незамкнутой кинематической цепи эта формула может быть
переписана в следующем виде: в рассматриваемом манипуляторе число
подвижных звеньев основной кинематической цепи — 3,
число кинематических пар 5-го класса — тоже 3, тогда степень подвижности равна 3.
Манипулятор с угловой системой координат производит только угловые перемещения.
Три переносные степени подвижности определяют форму и размеры
рабочей зоны робота.
Рассмотрим систему приводов звеньев манипулятора.
ЭД 1 — шаговый электродвигатель, ЭД 2, 3 и 4 — шаговые
электродвигатели с высокоточными червячными редукторами
обеспечивают движение во вращательных парах манипулятора.
ЭД 1 — шаговый электродвигатель привода каретки с
установленным на ней основанием робота.
Через шариковинтовую передачу обеспечивается поступательное
перемещение каретки робота по направляющей.
ЭД 2 обеспечивает вращение звена 1 и всего
манипулятора относительно вертикальной оси.
ЭД 3, установленный на звене 1, обеспечивает вращение звена
2 относительно горизонтальной оси x1.
ЭД 4 фактически установлен соосно с ЭД 3, но жестко связан со звеном 2.
ЭД 4 вращает звено 4 относительно 2 и через тягу 5
обеспечивает вращение звена 3 относительно горизонтальной оси x2.
Звенья 4 и 5 образуют группу Ассура 2-го класса 1-го вида.
Привод схвата здесь не показан.
А сейчас мы вернемся и подробнее рассмотрим конструкцию и
работу шариковинтовой передачи,
примененной в данном комплексе для привода каретки робота.
Шариковинтовые передачи состоят из ходового винта и гайки
с интегрированными шариками.
Шариковинтовые передачи очень широко применяются в промышленном
прецизионном оборудовании, приводах роботов.
Это высокоэффективный способ передачи вращательного...
преобразования вращательного движения в поступательное.
В шариковинтовой передаче на винте и гайке выполнены канавки
криволинейного профиля, служащие дорожками для шариков.
Шарики циркулируют через специальный возвратный канал,
обеспечивая передачу движения.
При этом вращение закрепленной от осевого перемещения
гайки вызывает поступательное движение винта.
Или наоборот, вращение винта, закрепленного от осевых перемещений,
вызывает поступательное движение гайки шариковинтового механизма.
В механизмах шариковинтовых передач,
по сравнению с традиционными винтовыми передачами,
циркулирующие шарики обеспечивают большие преимущества: уменьшается
момент трогания, увеличивается плавность хода, точность.
К основным достоинствам шариковинтовой передачи следует отнести
возможность создания больших усилий, малые потери на трение,
высокий коэффициент полезного действия, возможность получения
поступательного перемещения с высокой точностью.
При этом шариковинтовые передачи обладают малыми габаритами
при высокой несущей способности и также обладают значительным ресурсом.
К недостаткам шариковинтовых передач можно отнести сложность конструкции гайки,
необходимость высокой точности изготовления и защиты передачи от
загрязнений.
Шариковинтовые передачи применяют в высокоточных механизмах,
в следящих системах, приборах, в ответственных силовых передачах.
Это станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника.
С целью устранения осевого зазора и повышения точности осевых
перемещений элементы шариковинтовых передач делают с предварительным натягом.
Для этого часто гайку делают разрезную.
В электроприводах (в связи с тем,
что двигатели в основном высокооборотные,
а требуется обеспечить малые скорости вращения выходных звеньев
манипулятора) применяют те или иные передачи.
Тип передаточного механизма выбирают,
исходя из требований к скоростям перемещений.
Тип, конструкция, коэффициент полезного действия, габариты передачи,
масса — все это определяется грузоподъемностью манипулятора,
требуемой скоростью и рабочей зоной.
Все приводы объединены единой системой управления и
координируются от одной программы.
Итак, уважаемые слушатели,
сегодня мы с вами рассмотрели основную структуру робота Робин РСС-1 Сфера.
На следующем занятии мы с вами продолжим рассматривать этот робот и изучим
определения кинематических характеристик приводов этого робота.
В качестве подготовки к следующему занятию вы можете посмотреть
учебный видеофильм, ссылка на который есть на экране.
Также ссылка на этот фильм есть в прикрепленных материалах.
Спасибо за внимание!
[ЗВУКОВАЯ_ЗАСТАВКА] [ЗВУКОВАЯ_ЗАСТАВКА]