Общие сведения о робототехнологических комплексах
Робототехнологический комплекс – это автономно действующая совокупность технологических средств производства, которая обеспечивает полностью автоматический цикл работы внутри комплекса, а также его связь с входными и выходными потоками остального производства и включает в себя единицу или группу технологического оборудования, промышленного робота и вспомогательное оборудование.
На основе одного и того же технологического оборудования могут создаваться робототехнологические комплексы различных компоновок, комплектуемые промышленными роботами, которые обладают различными технологическими и техническими возможностями. Самое широкое распространение получили робототехнологические комплексы следующих компоновок:
- Одностаночные, которые состоят из одного станка, который обслуживается напольным, подвесным или встроенным в станок промышленным роботом.
- Многостаночные комплексы линейной или линейно-параллельной компоновки, которые обслуживаются подвесными промышленными роботами. Многостаночные комплексы круговой компоновки обслуживаются напольным промышленным роботом.
К достоинствам многостаночных комплексов линейной или линейно-параллельной компоновки относятся: меньшая занимаемая производственная площадь; обеспечение возможности переналадки и ремонта оборудования без остановки всего комплекса; возможность обеспечения визуального наблюдения за работой оборудования; обеспечение безопасных условий работы сотрудников; возможность обеспечения обслуживания одним промышленным роботом трех станков. Достоинством одностаночных комплексов круговой компоновки является то, что они характеризуются простотой обслуживания и малой материалоемкостью. Главное преимущество одностаночных робототехнологических комплексов - минимальная производственная площадь.
Элементы манипуляционных систем промышленных роботов
Манипуляционная система – это совокупность звеньев, которые связаны между собой и образуют пространственный механизм с разомкнутой кинематической цепью, при этом первое звено является основанием манипулятора, а последнее соединяется с рабочим органом, который взаимодействует с объектом манипулирования.
В данном случае под звеном понимаются деталь или совокупность нескольких деталей, которые остаются жесткими в процессе перемещения, то есть их форма и размеры не меняются. Первое звено манипуляционной системы промышленного робота называется стойкой или основанием. Кинематической парой называется соединение двух звеньев, которое допускает их относительное движение. У отдельного звена как абсолютно твердого тела имеются шесть степеней свободы:
- Три независимых поступательных движения в направлении осей X, Y, Z.
- Три вращательных движения, определяемые углами Эйлера.
Совокупность вышеперечисленных координат называется числом степеней свободы. У несвязанного звена имеется максимальное число степеней свободы, то есть равное шести. Каждая связь уменьшает их количество. Число степеней свободы звена определяется по следующей формуле:
$W = 6-L$
где W - количество степеней свободы звена; L - число ограничений или число условий связи.
В зависимости от количества ограничений различают кинематические пары первого, второго, третьего, четвертого и пятого классов. Пары первого и второго классов имеют соответственно пять и четыре степеней свободы, они очень сложны и поэтому практически не используются в современных промышленных роботах. Примером кинематического пары третьего класса является шаровой шарнир, который изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Шаровой шарнир. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Примером кинематической пары четвертого порядка является цилиндрическое соединение звеньев, изображенное на рисунке ниже. В данном случае возможны поступательное и вращательное движение.
Рисунок 2. Цилиндрическое соединение звеньев. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Примером кинематической пары пятого класса является плоское шарнирное соединение, показанное на рисунке ниже.
Рисунок 3. Плоское шарнирное соединение. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Еще одним примером кинематической пары пятого порядка является винтовая пара (на рисунке ниже). У такой пары возможны два движения - поступательное и вращательное, но так как они взаимосвязаны, винтовая пара относится к пятому классу.
Рисунок 4. Винтовая пара. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
