Захватные устройства промышленных роботов

Классификация захватных устройств

Промышленные роботы применяются для разнообразных операций и работают с деталями, отличающимися по форме, прочности, габаритным размерам, конфигурации. Механизмы захватных устройств являются одними из основных элементов промышленных роботов, определяющих их технологические возможности.

Захватные устройства промышленных роботов предназначены для базирования и удержания объекта в определенном положении при манипулировании.

Захватные устройства относятся к числу сменных элементов промышленного робота. Как правило, роботы укомплектованы набором типовых для данной модели захватов. Иногда на типовой захват устанавливают сменные рабочие элементы (губки, присоски и др.).

К захватам предъявляются требования общего характера и специальные, связанные с конкретными условиями работы.

Захватные устройства роботов обязательно должны:

  • • обеспечивать надежность захватывания и удержания объекта;
  • • не допускать повреждения или разрушения объекта;
  • • обеспечивать стабильность базирования, т. е. местоположения в захвате;
  • • обеспечивать высокую точность захвата при малых габаритных размерах и массе.

Захватные устройства классифицируются по следующим признакам.

1. По способу удержания объекта — схватывающие, поддерживающие, притягивающие.

Схватывающие захваты удерживают объект благодаря кинематическому воздействию рабочих элементов (губок, пальцев) с помощью сил трения или комбинации сил трения и запирающих усилий. Все схватывающие устройства активного типа, т. е. активно воздействующие на объект манипулирования, оказывают на него силовое воздействие.

Поддерживающие захваты для удержания объекта используют нижнюю поверхность, выступающие части. К этим захватам относятся крюки, петли, лопатки, вилки (не зажимающие объект).

Притягивающие захваты обеспечивают силовое воздействие на объект благодаря использованию различных физических эффектов. Наиболее распространены вакуумные и магнитные захваты.

2. Наиболее важной с технологической точки зрения является классификация захватов по характеру базирования объекта манипулирования — центрирующие, базирующие, фиксирующие.

Центрирующие захваты определяют положение оси или плоскости симметрии объекта (заготовки, детали, инструмента) при установке в зажимное приспособление, накопительное устройство или рабочий орган машины. Среди центрирующих наиболее многочисленна группа механических зажимных устройств, оснащенных схватами в виде губок, кулачков, призм. Центрирующие зажимы могут быть с эластичными камерами, деформируемыми под действием воздуха в их внутренних полостях.

Базирующие зажимы определяют положение установочной поверхности объекта манипулирования, что характерно для поддерживающих и некоторых зажимных типов захватов.

Фиксирующие сохраняют то положение объекта, которое он имел в момент захватывания.

3. По способу приведения в действие — приводные и неприводные.

В приводных захватах движение обеспечивается пневмо-, гидро-, электроприводом. Среди схватывающих приводных захватов широкое применение получили клещевые с рычажными передаточными механизмами, обеспечивающими выигрыш в усилии зажима объекта. Неприводные захваты — это захваты механические (клещи, цанги, пинцеты); в них объект удерживается силой пружин. Раскрытие и закрытие (зажим) осуществляется за счет взаимодействия с объектом. При этом могут появиться дефекты на поверхности объекта. Такие захваты чаще применяются в манипуляторах с ручным управлением.

4. По виду управления — неуправляемые, цикловые, программируемые, адаптивные (очувствленные).

Адаптивные захватные устройства содержат датчики, которые определяют параметры объекта манипулирования, информацию о внешней среде.

При выборе типа захватных устройств для промышленного робота в качестве исходных данных необходимо учитывать:

  • 1) тип и конструкцию основного и вспомогательного технологического оборудования, обслуживаемых роботом;
  • 2) характеристики объекта манипулирования;
  • 3) тип и конструкцию самого манипулятора;
  • 4) особенности технологического процесса, выполняемого робототехническим комплексом.

В зависимости от формы и габаритных размеров объектов манипулирования захватные устройства могут быть различных типоразмеров:

  • 1) для коротких тел вращения диаметром до 160, 200 и более мм (массой от 10 до 40 кг);
  • 2) для длинных тел вращения диаметром от 10 до 80 и 160 мм (с массой от 10 до 160 кг);
  • 3) для призматических (корпусных) изделий размером до 160 и 400 мм (с массой от 10 до 40 кг).

Конструкция захватного устройства определяется двигателем привода исполнительного механизма, преобразующего движения привода в необходимое перемещение рабочих элементов схвата. В захватном устройстве используют различные исполнительные механизмы для преобразования с определенным отношением линейного или углового движения выходного звена привода в поступательное или вращательное перемещение рабочего элемента.

При этом можно выделить две группы исполнительных механизмов:

  • 1) с постоянным коэффициентом передачи рабочего усилия, не зависящим от положения схвата;
  • 2) с переменным коэффициентом передачи усилия в зависимости от положения схвата.

Преимуществом исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением является возможность достижения больших усилий зажима. Однако наибольшие усилия достигаются обычно лишь в узком диапазоне рабочих перемещений.

Поэтому для обеспечения надежного удержания объектов манипулирования при широком диапазоне их размеров необходимо использовать в захватных устройствах исполнительные механизмы с постоянным передаточным механизмом или предусмотреть переналадку исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением.

В таблице 4.1. приведены кинематические схемы некоторых захватных устройств и значения коэффициента передачи

где Р — тяговая сила на приводе, Р — сила зажима, в функции основных геометрических параметров исполнительных механизмов и положений схвата.

Таблица 4.1

Кинематические схемы захватных устройств и значения коэффициента к передачи усилия в функции основных геометрических параметров

Схема захватного устройства

Значение к

Схема захватного устройства

Значение к

Схема захватного устройства

Значение к

Схема захватного устройства

Значение к

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >