Конструктивное исполнение основных типов захватных устройств

Механические ЗУ

Применяются для захвата и удержания объектов и материалов различных конфигураций и мас, функциональных-механических состояний и марок материалов.

Классификация механических ЗУ на рис6.2

На рис 6.3 приводятся механические не приводные ЗУ с упругими элементами(цанговая и клещевая)

Для освобождения переносимого объекта необходимо приложить дополнительное усилие больше чем усилие зажатия.

Применяют такие ЗУ при больших количествах деталей малых масс и размеров.

К недостаткам относят возможность повреждения поверхности деталей или самого схвата при захвате и освобождении.

На рис 6.4 представлен механический не приводной захват–устройство со стопорным механизмом.

На рис 6.5 представлен кинематические схемы ЗУ с плоско параллельно движ. губкой.

На рис.6.6 представлено вращательное движение губок ЗУ

На рис 6.7 механический ЗУ с плоскопаралельно движ. губок и електроприводом

 

Захватные устройства с эластичными камерами применяют для переноса хрупких изделий небольшой массы, имеющих неправильную форму или значительные отклонения формы и размеров. Действие ЗУ основано на деформации эластичной камеры под действием давления воздуха или жидкости.

 

Вакуумные ЗУ используют для переноса деталей с плоскими поверхностями. Захват и удержание объектов обеспечивается силой атмосферного давления воздуха за счет создания в камере прижатий и пов.дет. вакуума.

Преимущества:

1. Удобство захвата и освобождения деталей

2. Нет повреждений поверхностей

3. Универсальность по сравнению с магнитной ЗУ

Недостатки:

1. Ограниченная подъёмная сила

2. Инерционность

3. Необходимость герметических соединений

По способу создания вакуума:

1. Без насосные (для небольшой массы)

2. Насосные

3. эжекторнные

 

Магнитные захватные устройства так же давно известны, как и вакуумные, и широко используются для взятия ферромагнитных объектов. В роботах нашли применение в основном захватные устройства с электромагнитами, но имеются устройства и с постоянными магнитами. Для освобождения захваченного предмета их обычно снабжают специальными механическими выталкивателями.

 

Комбинированные ЗУ это такие ЗУ в конструкции которых используется 2 или больше различных принципов действия.

На практике применяют различные виды ЗУ:

1. вакуумно-механические

2. магнито-механические

3. пневмо-механические

4. пневмо-вакуумные

Они предназначены для захвата объектов с различными свойствами, материалами, а так же увеличить надежность ЗУ путем сведения различных способов захвата.

На рис 6.22 представлен магнитно-вакуумный ЗУ, на рис 5.23 представлена конструктивная схема вакуумно-механическое ЗУ, Пневмо-механическое ЗУ на рис 6.24.

 

Адаптивные ЗУ - приспосабливается изменению параметров захватываемого объекта и окружающей обстановки, системами очувствления, дающие разнообразную информацию о самом объекте и окружающей среде. Функционирование таких ЗУ и их адаптация изменяющихся условием обеспечивается наряду с очувствлением так же алгоритмическим и программным обеспечением управляющей системы робота в которой на основе поступающей информации формируются законы управления захватным устройством и вырабатывается управляющим воздействия с учетом изменяющейся обстановки.

 

1. Обеспечение эффективного обнаружения
2. Распознавания
3. Измерения объектов манипулирования
4. Их надежного захвата
5. Удержания и перемещения

Адаптация ЗУ является одно из перспективных заданий адаптивных роботов

Расположение датчиков на самих ЗУ позволяет определить параметры свойства и относительные координаты объектов манипулирования как неподвижных так и подвижных с высокой точностью и достоверностью. Адаптивные ЗУ создаются на базе существующих ЗУ в основном механичных путем их оснащения системами очувствления. Системы очувствления могут быть самыми различными. Наибольшими распространениями нашли с контактным очувствлением. Тактильные(осязательные системы) предназначены для обнаружения и геометрического распознавания окружающего пространства. Могут использовать два способа

1. Непосредственного измерения упругих деформаций чувствительного элемента датчика
2. Измерений микро перемещений калиброванных пружин датчика (электрические, магнитные, оптические методы малых измерений)

Наиболее широкое распространение при очувствлении захватных устройств робота нашли датчики с непосредственным измерением упругих деформаций. Другим направлением силы моментных систем является использование многокомпонентных сило-моментных датчиков устанавливаемых преимущества запястий руки робота. На внутренней стороне размещаются тензорезисторы воспринимающие деформации растяжения/сжатия, а на внешней к чувствительный деформации сдвига, это позволяет осуществлять регистрацию и измерения деформаций.

Тактильные системы используются в ЗУ для поиска и обнаружений объекта, определение их формы и пространственного Положения.

В зависимости от характера могут применятся тактильные датчики касания, датчики контактного давления. Датчики используются для измерения матриц множества элементов высокой плоскости их размещений. Датчики проскальзывания применяют для регистрации взаимного контактного смещения поверхностей, например о предупреждении выскальзывания из губок ЗУ.

Физ ефект:

1. Акустические (основаны на способности упругих звуковых волн высокой частоты распространятся в средах и отражаться от их неоднородностей. Можно обнаруживать предметы, измерять расстояние и скорости)
2. Магнитные (размеров, цвета)
3. Радиационные
4. Пневматические

 

 

Тема #18

 

Технологические инструменты

ТИ устанавливают на манипуляторы роботов для непосредственного выполнения ими разнообразных технологических операций (контактной или электро-дуговой сварки…)

В качестве технологического инструмента обычно используют известные технологические устройства дополнительно снабженные системами автоматизации процесса и элементами крепления к руке или кисти робота.

 

Сварочные ТИ

В зависимости от основных разновидностей сварочных процессов, используют различные сварочные инструмента, около 30% всех сварных соединений выполняются контактной сваркой.

Точечная контактная сварка получившая наибольшее распространение осуществляется 2мя электродами между которыми зажимается свариваемые листы и пропускается ток большой силы. По окончанию цикла сварки электроны переносятся в другую точку изделия и процесс повторяется.

Рис6.27 Сварка осуществляется с помощью сварочных клещей, представляя собой автономную конструкцию.

Дуговая сварка производится с помощью электро-дуговых головок или сварочных пистолетов с воздушным или принудительным водяных охлаждением автомат. подачей электродной проволки и направлением под давлением в зону сварки нейтрального углекислого газа. На рис6.28 – сварочная электро-дуговая головка.

 

Покрасочные ТИ

Для автоматического окрашивания деталей, узлов и машин применяются краскораспылители различных конструкций, устанавливаемые на руке или кисти робота управляемые от его системы управления. Краско-распылительные устройства применяются в качестве ТИ промышленных роботов и к ним выставляются следующие требования:

1. Возможность раздельной подачи сжатого воздуха на распыление и управление

2. Автоматическое регулирование интенсивности распыления

3. Установки четкой последовательности срабатывания механизмов

4. Мгновенной отсечение выброса сжатого воздуха и краски из краскораспылителя при его отключении

5. Возможность ориентировать в любом пространственном положении

 

Технические характеристики краско-распылителя

Расход краски – 0,01кг/с

Давление воздуха: на распыление-(0,25-0,4МПа)

                               на управление-(0,15-0,2МПа)

Расход воздуха – 0,006 м³/с

 

Сборочные технологические инструменты

Технологический инструмент для сборочных операций используют с целью отыскания деталей требуемых параметров, установки и присоединения деталей, изменения их взаимного положения, переноса деталей и собранных изделий. Конструктивное исполнение инструмента для выполнения сборочных работ весьма разнообразна и определяется характером операции. Промышленный робот используется для установки и присоединения крыши, фланца, кронштейна, монтажа валов, шестерен, колец, осей, установки прокладок, уплотнений, подшипников по заданным посадкам, сборки резьбовых, шпоночных, штифтовых и других соединений. Сборочные технологические инструменты обычно предусматривают их быструю или автоматическую смену и содержат как правило устройство для захватывания объекта, его точной установки в требуемое место и силовые элементы для производства чисто сборочных манипуляций. На рис6.29 показана конструкция сборочного технологического инструмента для установки и запрессовки подшипников качения. Устройство устанавливаемое посредством быстросъёмного соединения на руке и кисти робота размещается на загрузочной позиции соосно с подшипниками, размещенные в кассете или магазине. Затем инструмент опускаясь вниз захватывает подшипник1 из кассеты, центрирует его с помощью трех подпружиненных губок2 зависящей от массы детали и располагает во внутренней полости корпуса3. После переноса производится его запрессовка на вал с помощью штока4 пневмо или гидроцилиндра, который через шаровую опору5 и опорное кольцо6 воздействует на подшипник с усилием перемещая его вниз запрессуют на шейку вала. При этом губки удерживающие деталь автоматически раскрываются. Сигнализация о наличии детали в устройства в начале и завершении запрессовки осуществляется с помощью пневматического датчика7 связанного с информационно измерительной системой робота.

 

Тема #19