ID: 67815

Название работы: ПРОМИСЛОВІ РОБОТИ (ПР)

Категория: Лекция

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: По типу систем керування сучасні перспективні промислові роботи поділяються на три: види так звані покоління: програмні адаптивні і інтелектуальні з елементами штучного інтелекту. Усі вони мають властивість швидкого перепрограмування на різні операції причому в першому...

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2014-09-15

Размер файла: 544 KB

Работу скачали: 3 чел.

 Технічні засоби робототехнічних систем

Лекція 03

Тема: ПРОМИСЛОВІ РОБОТИ (ПР) 

План

1.  Структура ПР
2.  Класифікація ПР
3.  Технічні характеристики ПР

Література:

1.  Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники: Введение в специальность: Учеб. Для вузов по спец. «Робототехн. Системы и комплексы» – М.: Высш. шк., 1990.  – 224с.
2.  Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1988. – 392с.
3.  Современные промышленные роботы: Каталог/ Под ред. Ю.Г.Козырева, Я.А.Шифрина.- М.: Машиностроение, 1989. – 152с., ил.

1.  Структура ПР

По типу систем керування сучасні перспективні промислові роботи поділяються на три: види, так звані "покоління": програмні, адаптивні і інтелектуальні (з елементами штучного інтелекту). Усі вони мають властивість швидкого перепрограмування на різні операції, причому в першому поколінні (програмні роботи) перепрограмування проводиться людиною (рисунок 3.1), після чого робот діє автоматично, багаторазово повторюючи жорстко задану програму.

В другому поколінні (адаптивні роботи) основи програми дій робота закладаються людиною, але сам робот має властивість у визначених рамках автоматично перепрогра-муватися (адаптуватися) у ході технологічного процесу в залежності від обстановки, що неточно визначена заздалегідь (рисунок 3.2).

У третім поколінні (інтелектуальні роботи) завдання на роботу вводиться людиною в більш загальній формі, а сам робот має можливість приймати рішення і планувати свої дії в невизначеній чи мінливій обстановці, щоб зуміти виконати закладене в його пам'ять завдання (рисунок 3.3). Отже, інтелектуальний робот володіє як би елементами штучного інтелекту, що складаються в сприйнятті невизначеної чи мінливої обстановки, обробці інформації про неї з метою вироблення й ухвалення рішення, плануванні дій і формуванні сигналів керування на приводи по всіх степенях вільності маніпулятора для реалізації необхідних рухів.

Треба помітити, що термін "покоління" не означає зміну одних поколінь роботів іншими на відміну від поколінь обчислювальних машин. Кожне з них має самостійне значення і буде удосконалюватися по елементній базі і по своїх технічних даних. Кожне з трьох поколінь промислових роботів буде широко застосовуватися у відповідних умовах експлуатації. Тому термін "вид" замість "покоління" тут був би більш доречний. Четвертого покоління немає, тому що третє (интелектуальні роботи) може в будь-яких необхідних формах нарощувати елементи штучного інтелекту в міру нагромадження наших знань, технічних можливостей і потреб промисловості. Очевидно, що завжди залишиться зміст застосування найпростіших програмних роботів (перше покоління), незважаючи на появу більш довершених адаптивних роботів (друге покоління).

1.  
   Класифікація ПР

Класифікація роботів за різними ознаками, істотними для розробки типажу, показана на рисунку 3.4.

За характером операцій, що виконуються, всі ПР підрозділяють на три групи, що мають різні виробничо-технологічні ознаки.

1.  Технологічні (виробничі) роботи (ТПР) виконують основні операції технологічного процесу. Вони безпосередньо беруть участь в технологічному процесі в якості виробляючих або оброблюючих машин, виконуючих такі операції, як згинання, зварювання, фарбування, складання і т. п.
2.  Допоміжні (підйомно-транспортні) роботи виконують дії типу взяти—перенести—покласти. Їх застосовують при обслуговуванні основного технологічного устаткування для автоматизації допоміжних операцій установки-зняття  заготівок, деталей, інструменту і оснащення, очищення баз деталей і устаткування, живлення конвейєрів, а також на транспортно-складських і інших операціях.
3.  Універсальні роботи (УПР) виконують різнорідні технологічні операції — основні і допоміжні, тобто вони поєднують в собі ознаки перших двох груп.

За ступенем спеціалізації технологічні або допоміжні ПР підрозділяють на спеціальні, спеціалізовані і багатоцільові. Функціональні можливості спеціального ПР дозволяють йому виконувати певну технологічну операцію або обслуговувати конкретну модель основного технологічного устаткування. Спеціалізовані ПР призначені для виконання технологічних операцій одного вигляду (згинання, зварювання, фарбування, складання, штабелювання і т. п.) або (якщо це допоміжні ПР) — для обслуговування широкої номенклатури моделей основного технологічного устаткування, з'єднаних спільністю маніпуляційних дій. Багатоцільові ПР призначені для виконання різних основних (ТПР) або допоміжних (ВПР) операцій, у тому числі і таких, виконання яких здійснюється різнотипними прийомами. Якщо ПР може виконувати і основні, і допоміжні операції, об'єднуючи ознаки багатоцільових ТПР і ВПР, він відноситься до числа універсальних .

Функціональні можливості ПР багато в чому визначаються типом системи програмного керування(СПК) і характером відробітку програм. Більшість вживаних ПР відноситься до числа жосткопрограмованих, програма дій яких містить повний набір інформації, що не змінюється в процесі роботи. Вони не забезпечують коректування програми при зміні зовнішнього середовища. Адаптивні ПР здійснюють свої дії з використанням інформації про об'єкти і явища зовнішнього середовища, отриманого в процесі роботи. Вони мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коректувати управляючу програму. Гнучкопрограмовані (інтегральні) ПР здатні формувати програму своїх дій на основі поставленої цілі і інформації про об'єкти і явища зовнішнього середовища. В ПР застосовується три типи СПК, класифікуються відповідно до характеру і дискретності переміщень ступенів рухливості — позиційні (від точки до точки), контурні (по безперервній траєкторії) і комбіновані. По типу представлення задаючої інформації СПК можна розділити на циклові (ЦПК), аналогові (АПК), числові (ЧПК) і аналого-числові (гібридні). Роботи з ЦПК є найпростішими типами позиційних ПР. Програма систем ЦПК містить інформацію про послідовність переміщень виконавчих механізмів ПР або про послідовність і швидкості; шляхи їхніх переміщень задаються настройкою упорів, що впливають на кінцеві перемикачі. В аналогових СПК інформація задається, у виді значень фізичних (аналогових) величин, що безперервно змінюються. В системах ЧПК (позиційних або контурних) інформація представлена у вигляді цифрових кодів, що зберігаються на швидкозмінному носії. В гібридних (аналого-чис-лових) СПК можуть використовуватися різні способи представлення інформації.

Рисунок 3.4 – Класифікація ПР

3 Технічні характеристики ПР

Основні технічні показники ПР (див. ГОСТ 25378—82) визначаються передбачуваною областю використання ПР,  умовами виробництва, для яких призначається робот.

Вантажопідйомність ПР визначається як сумарна вантажопідйомність його рук.

Вантажопідйомність руки ПР — щонайбільша маса об'єктів маніпулювання (включаючи масу захватного пристрою), які можуть переміщатися рукою при заданих умовах (при максимальній або мінімальній швидкості, при максимальному вильоті руки і т. п.).

При виконанні з декількома руками разом з сумарною вантажопідйомністю ПР слід указувати вантажопідйомність однієї руки.

Для деяких типів ПР важливим показником є зусилля (або крутний момент), що розвивається виконавчим механізмом при заданих умовах. До числа таких показників можна віднести зусилля затиску (захоплення, утримання) об'єкту маніпулювання захватним пристроєм; робоче зусилля руки ПР уздовж її подовжньої осі; крутний момент при ротації захватного пристрою.

Число ступенів рухливості ПР — сума можливих координатних рухів об'єкту маніпулювання щодо опорної системи (стійки, підстави) ПР.

Похибка позиціонування - відхилення заданої позиції виконавчого механізму від фактичної при багатократному позиціонуванні (повторенні руху). Похибка позиціонування може оцінюватися в лінійних або кутових одиницях. Стосовно ПР важливим показником є сумарна похибка позиціонування всіх виконавчих механізмів, приведена до фактичного положення об'єкту маніпулювання, відмінного від заданого за програмою роботи. Такий показник називають похибкою позиціонування робочого органу ПР. Він визначається як величина відхилення робочого органу ПР від заданого управляючою програмою.

Похибка відпрацювання траєкторії робочого органу ПР — відхилення фактичної траєкторії від заданої за програмою.

Робочий простір промислового робота (маніпулятора або автооператора) — простір, в  якому може знаходитися виконавський орган (пристрій) ПР, маніпулятор  або автооператор.

Робоча зона— простір, в якому може знаходитися робочий орган (наприклад, рука) при функціонуванні ПР, маніпулятора  або автооператора.

Зона обслуговування— частина робочої зони, де повністю зберігаються задані (паспортні) значення технічних характеристик ПР, маніпулятора  або автооператора.

При роботі декількох ПР в якості характеристики робототехнічного комплексу приводиться зона сумісного обслуговування — частина простору, в якому переміщення об'єкту маніпулювання можуть виконуватися декількома ПР.

Мобільність ПР визначається його можливістю скоювати рухи. За мобільністю роботи підрозділяють на дві групи: стаціонарні (забезпечуючі орієнтуючі і транспортуючі рухи) і пересувні (забезпечуючі додатково до названих ще і координатні рухи).

Додаткові відомості — див. ГОСТ 25378—82, ГОСТ 25685—83, ГОСТ 25686—85, ГОСТ 25204—82.

Щоб вирішити питання поро можливість і спосіб використання ПР для автоматизації конкретного техпроцесу, треба знати основні характеристики ПР:

1.  функціональні:

•  кількість, вид, взаємне розташування степенів вільності;
•  кількість і діапазони встановлення точок позиціонування по кожній степені свободи;
•  форма, розміри і розташування зони обслуговування;
•  кількість і вид програм і команд в програмі;
•  кількість, вид і характеристики каналів зв’язкусистеми керування з зовнішнім обладнанням;
•  вантажопідйомність;
•  можливі технологічні зусилля на робочих органах;
•  діапазони швидкостей і прискорень робочих органів і точність їх задання;
•  адаптація ПР та його схватів до похибок розташування форми і маси об’єктів маніпулювання;

1.  конструктивні:

•  спосіб встановлення;
•  форма, розмір і розташування робочого простору;
•  вид і діапазон регулювання взаємного розташування степеней свободи;
•  систематичні похибки позиціонування;
•  випадкові статичні і динамічні похибки;
•  максимальні прискорення при розгоні і гальмуванні;
•  податливість маніпулятора;
•  власні частоти і коефіцієнт затухання;
•  габаритні розміри, маса і т.д;

1.  експлуатаційні:

•  показники надійності та ремонтоздатності;
•  час переналадки на нові об’єкти маніпулювання або режими роботи;
•  використана потужність і джерела живлення;
•  вибухо- та пожежобезпека;
•  вартість та ін.

Такий поділ є умовним, прирозробці конструкції ПР враховують більш детальні градації характеристик (точності, швидкодії, силові і т.д.)

На рисунку 3.5 наведено приклад ПР, основне призначення якого – обслуговування машин лиття під тиском, пресів, металорізального обладнання і транспортно- складських операцій.

Його технічні характеристики:

- номінальна вантажопідйомність – 15 (40* - при пониженій швидкості)кг;

•  число степенів вільності – 4;
•  число рук/ захватів на руку – 1/1;
•  тип приводу – електричний;
•  пристрій керування – позиційгний;
•  похибка позиціонування - 1,0 мм;
•  Максимальний радіус зони обслуговування – 1400мм;
•  маса – 450 кг;
•  лінійні переміщення: r  (зі швидкістю 1.0 м/с) – 1000 мм; z (зі швидкістю 0.6 м/с) – 350мм;

- кутове переміщення:  (зі швидкістю 100 град/с) – 250;  - 350;

- країна-виробник – Німеччина.

PAGE  6

Рисунок 3.1 – Структура програмного робота

исунок 3.5 – Модель “Тransferautomat T”

EMBED KompasCDWFile  

Рисунок 3.3 - Структура інтелектуального робота

Рисунок 3.2 - Структура адаптивного робота