Технология и автоматизация Производства

а.≤ То – условие выполняется, т.е. простоев автооператора, конвейера и других позиций в АЛ не будет.Определение усилия захвата для удержания деталиЗахватные устройства (ЗУ) представляют собой важные элементы промышленных роботов. Захваты промышленного робота предназначены для захвата, удержания и перемещения различных предметов.Для перемещения грузов, имеющих плоскую верхнюю поверхность, подойдут вакуумные захваты для роботов. Принцип действия вакуумных захватов для роботов состоит в создании низкого давления между вакуумной присоской и поверхностью перемещаемого объекта, за счет чего создается удерживающая сила, дающая возможность подъема объекта.Расчет механического ЗУ включает нахождение сил, действующих в местах контакта заготовки и губок; определение усилий привода; проверку отсутствия повреждений поверхности детали при захватывании; расчет на прочность деталей ЗУ.Сила схватывания [6]:где - реакция на n – ю губку захвата; - коэффициент трения губки захвата с заготовкой (=0,15).Для определения угла α1 на рис. 4 изображена схема профилирования губок захватного устройства при захвате заготовки диаметром 200 мм. По этой схеме определяем угол α1: α1=40º. Рисунок 2.1 - Схема профилирования губок захватного устройства:Тогда,Суммарная сила схватывания:Для определения силы, которую должен развивать привод захватного устройства, необходимо знать удерживающий момент относительно осей поворота губок.Н∙мЗная удерживающий момент относительно осей поворота губок, можно определить силу привода захватного устройства Рз: Нгде – КПД шарниров ( = 0,94);m –модуль зубчатого сектора;z – полное число зубьев сектора (колеса);К –коэффициент запаса (К = 1,6 при эксцентриситете до2,5 мм).2.3 Определение допустимых скоростей позиционированияДля определения скорости линейного позиционирования Vxp в диапазоне перемещений Lх = 0,8...2 м (Lх – вылет консоли руки робота) может быть использована эмпирическая формула [12]:,где – погрешность позиционирования, мм; М – масса объекта манипулирования, кг. м/с.Скорость вертикального перемещения руки обычно неодинакова при движении вверх и вниз. Однако при правильном уравновешивании масс это различие меньше и скорость можно рассчитать по формуле:,где az – коэффициент, зависящий от конструкции привода (при гидравлическом приводе az = 3);Lz – длина пути при вертикальном перемещении, м; М – масса перемещаемого объекта, кг.Для определения допустимой быстроходности устройств поворота всей руки относительно вертикальной или горизонтальной оси может быть использована формула:,где ω – угловая скорость, рад/с;φ – угол поворота руки, рад; δ –погрешность углового позиционирования.При повороте руки на угол 90º: рад/с = 7.5 º/с;при загрузке станка: рад/с = 1.8 º/с;2.4 Определение времени позиционированияВ большинстве ПР используется закон изменения скорости движения близкий к трапецеидальному. При трапецеидальном законе изменения скорости время Тi отдельного движения может быть определена по формуле:,где L – длина перемещения по i-й координате; ak – ускорение при торможении или разгоне, м/с2; К – коэффициент, зависящий от соотношения ускорений при разгоне и торможении; Vo – скорость позиционирования по i-й координате.Наиболее часто встречается случай, когда разгон и торможение осуществляются с одинаковым по модулю ускорением, при этомК = 1. Опыт использования ПР показал [12], что оптимальные скорости перемещения исполнительных устройств достигаются при ускорении ak = 4...5 м/c.Для вращательного движения время перемещения можно определить по следующей формуле:,где L – длина дуги (траектории перемещения заготовки), ω – угловая скорость, º/с;R – радиус поворота, м;α – угол поворота, º.Процесс загрузки смоделируем на ЭВМ с помощью программы MODEL. Ниже представлены исходные данные и результаты моделирования для загрузки детали в патрон диаметром 95 мм (первый установ), а затем – диаметром 85 мм (второй установ) (табл. 2.2-2.5).Таблица 2.3- Разбивка процесса разгрузки/загрузки на итерацииИсходные данныеДиаметр патрона, мм100Диаметр заготовки, мм85Глубина загрузки, мм100Длина заготовки, мм160Расстояние между осями робота и патрона, мм1100Угловая скорость поворота руки, град/с1,8Скорость втягивания (выдвижения) руки, мм/с760Таблица 2.4 - Результаты моделирования№Вылет манипулятораУгол поворотаруки робота, град.КоординатыX1X211092,5908,248146Е-0,51092,521092,589,83,8135611092,5Разгрузка производится за 0,1209795 с.Таблица 2.5- Разбивка процесса разгрузки/загрузки на итерацииИсходные данныеДиаметр патрона, мм100Диаметр заготовки, мм95Глубина загрузки, мм20Длина заготовки, мм160Расстояние между осями робота и патрона, мм1100Угловая скорость поворота руки, град/с1,8Скорость втягивания (выдвижения) руки, мм/с760Приложение 1Структурная схема автоматической линии1 – Роликовый конвейер;2 – РоботKR 60 L30-2 JET;3 – Токарный автомат типа MSC 27 EMAG;4 – Шлифовальный станокПриложение 2Циклограмма работы автоматической позицииСписок литературыДащенко А.И., Белоусов А.П. Проектирование автоматических линий. М. Высшая школа, 1983г.Волчкевич Л.И. Автоматизация производственных процессов: учебное пособие. Москва: Машиностроение, 2005. – 380 с.Кристаль М.Г. Курсовое проектирование средств автоматизации технологического оборудования (вибрационные бункерные загрузочные устройства): учебное пособие/ Кристаль М.Г. – Волгоград: ИУНЛ ВолГТУ, 2010. – 132 с.Автоматизированные технологии и производства в машиностроении/ Самохвалов Е.И., Соломенцев Ю.М., Гречишников В.А./ Под ред. Члена-корреспондента РАН Соломенцева Ю.М. Учебник для студентов вузов, Издание 2-е исп. И доп. – М.: ИЦ ГОУ МГТУ «МАМИ», ЯНУС-К, 2006. – 800 с.Кристаль М.Г. Производительность и надежность сборочных автоматов: монография. – Волгоград: ИУНЛ ВолГТУ, 2011. – 160 с.Схиртладзе А.Г., Воронов В.Н., Борискин В.П. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учебное пособие в 2-х томах. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2006.Украженко К.А., Янчевский Ю.В., Кулебякин А.А., Торопов А.Ю. Захватные устройства промышленных роботов: учебное пособие / К.А. Украженко, Ю.В. Янчевский, А.А. Кулебякин, А.Ю. Торопов. – Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007. – 83 с.Блажнов А.А. Вихревое вакуумное бесконтактное захватное устройство // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2014. – №4. – 7 с.(Захваты промышленного робота: [сайт].URL: https://www.robomatic.ru/shvaty_robotov)