Расчет геометрических и кинематических параметров. Построение циклограммы ртк

 

Для выхода из рабочей зоны станка ПР должен последовательно выполнять перемещения L _x= L _a и L _z1= h ₀- h ₂, L _z2 =h ₀ -h ₁; вход в рабочую зону станка – последовательно в обратном порядке; работа с накопителями – аналогично в соответствии с их расположением. Также ПР должен осуществлять некоторые ориентирующие движения как в рабочей зоне станка, так и в рабочей зоне накопителей (ориентация заготовки в патрон станка, поиск свободной ячейки и укладка детали в накопитель). Принимаем, что любое элементарное движение осуществляется за время t_всп =0,2 мин =12 с. Время на закрепление и раскрепление заготовки в патроне станка, а также время на зажатие и разжатие захвата принимаем равным t_заж =0,1 мин = 6 с.

При вертикальном перемещении от h ₀ к h ₂ или от h ₂ к h ₀ (подвод или отвод захвата к рабочей зоне станка) захват совершает перемещение:

L_z1 = h ₀ – h ₂=1,8 – 1,4=0,4 м (h ₀=1,8 м; h ₂=1,4 м по условию).

L_z2=h₀-h₁= 1,8 – 1,0=0,8 м (h ₀=1,8 м, h ₁=1,0 м по условию).

 

Скорость при данном вертикальном перемещении захвата:

где a_z - коэффициент, зависящий от конструкции привода (a_z =3);

L_z1, L_z2 ‑ длины пути при вертикальном перемещении (L_z1 =0,4 м, L_z2=0,8м);

Dl ‑ погрешность позиционирования (Dl =±1,0 мм);

M ‑ масса объекта манипулирования (M =25 кг).

В данном ПР используется трапецеидальный закон изменения скорости. При этом законе изменения скорости время, затрачиваемое на прямолинейное перемещение, определяется по следующей формуле:

 

 

где L_z1, L_Z2 – длины перемещений (L_z1 =0,4 м, L_z2 = 0,8 м);

a_k – ускорение при разгоне-торможении (a_k =4,5 м/c²);

K – коэффициент, зависящий от соотношения ускорений при разгоне и торможении (K =1);

V_z1, V_z2 – скорости установившегося движения (V_z1=0,65 м/c, V_z2=0,9 м/с).

При подводе или отводе захвата к рабочей зоне станка захват совершает горизонтальное перемещение на величину:

L_x = L _a= 0,8 м (по условию).

Скорость горизонтального перемещения захвата

где L_x ‑ длина пути при горизонтальном перемещении (L_x = 0,8 м);

Время перемещения:

где L_x =0,8 м; a_k =4,5м/с²; K =1; V_X =0,55 м/с

 

 

Определим перемещения по координате Y в соответствии с рис.1

 

Y₁= L_б + L_в +L_г =3,2+5,0+5,0=13,2м (от накопителя А к станку Г);

Y₂=L_г+ L_в= 5,0 +5,0=10,0 м (от станка Г к станку Б);

Y₃=L_в =5,0 М (от станка Б к станку В);

Y₄= L_г +L_д = 5,0+4,6=9,6 м (от станка В к накопителю Д);

Y₅=L_г =5,0 м (от станка В к станку Г)

Y₆= L_б =3,2 м (от станка Б к накопителю А)

Y₇= L_д =4,6 м (от станка Г к накопителю Д)

Y₈=L_Б+L_В+L_Г+L_Д=3,2+5,0+5,0+4,6=17,8 М (от накопителя А к накопителю Д).

 

Расчет кинематических параметров включает в себя следующее:

Скорость линейного позиционирования в диапазоне перемещений

L_x =0,8-2 м

 

, где: DL- погрешность позиционирования, мм;

M – масса объекта манипулирования, кг;

,

,

,

,

,

,

,

.

В большинстве случаев для промышленных роботов используется закон изменения скорости, близкий к трапецеидальному. При трапециидальном законе изменения скорости время отдельного движения определяется по формуле:

Тогда для полученных перемещений получим следующие времена:

 

	Таблица 1

 

Вид перемещения	Путь, м	Рассчитанные параметры
V,м/c	Время, с
По оси Х	Lx=La	0,8	0,55	2,6
По оси Z	h0®h1	0,8	0,9	1,09
h0®h2	0,4	0,65	0,74
По оси Y	А ® Г (Г - А)	13.2	7.22	2,58
Г ® Б (Б - Г)	10,0	5,47	3,46
Б ®В (В - Б)	5	2,73	2,89
В ®Д (Д – В)	9.6	5.25	3,29
®à (Г - В)	5,0	2,73	2,89
Б ® А (А - Б)	3.2	1.75	3,73
Г ® Д (Д – Г)	4,6	2.51	2,71
	Д®А	17.8	9.74	4,14

 

 

1. Разгрузка входного накопителя (РВН)

 

 

t_РВН = T_x+T_z2+t_всп+t_заж+T_z2+T_x=2,6+1,09+12,0+6,0+1,09+2,6=24,74 с;

 

 

2. Загрузка выходного накопителя (ЗВН)

 

 

 

t_ЗВН = T_x+T_z2+t_всп+t_заж+T_z2+T_x=2,6+1,09+6,0+12,0+2,6+1,09=24,74 с;

 

 

.

3. Загрузка cтанка (ЗС)

 

 

t_ЗС = T_z1+t_разж+t_всп+T_z1=0,74+6,0+12,0+0,74=19,14 с;

 

4. Разгрузка cтанка (РС)

 

 

t_РС = T_z1+t_разж+t_всп+T_z1=0,74+6,0+12,0+0,74=19,14 с;

 

 

5. Загрузка пристаночного накопителя (ЗПН)

 

 

 

t_ЗПН = T_x+T_z2+t_всп+t_заж+T_x+T_z2=2,6+1,09+6,0+12,0+2,6+1,09=24,74 с;

 

6. Разгрузка пристаночного накопителя (РПН)

 

 

t_ЗПН = T_x+T_z2+t_всп+t_захв+T_x+T_z2=2,6+1,09+6,0+12,0+2,6+1,09=24,74 с;

 

 

7. Разгрузка станка и загрузка пристаночного накопителя (РСЗПН)

 

 

 

t_РСЗПН = t_РС+ t_ЗПН = 19,14+24,74=43,88 с;

 

 

8. Разгрузка пристаночного накопителя и загрузка станка (РПНЗС)

 

 

 

t_РПНЗС = t_РПН + t_ЗС = 24,74+19,14=43,88 с;

 

9. Время работы станков

t_Б = 4.0 мин = 240 с,

t_В = 5.2 мин = 312 с,

t_Г = 3,2 мин = 192 с.

На основании полученных результатов строим циклограмму работы РТК.