Манипулятор МП-9
Рис 1.3.1. Манипулятор МП-9.
Пневматический манипулятор МП-9 предназначен для автоматизации технологических процессов в промышленности. При этом исполнительное устройство робота осуществляет захват, перенос и установку детали по заданным координатам рабочей зоны.
Технические характеристики МП-9С
Номинальная грузоподъёмность изделия, кг, (не более) 0,2(0,8)
Максимальная абсолютная погрешность позиционирования изделия, мм, не более 0,1
Показатели степени подвижности 1
Максимальная величина вертикального перемещения (подъёма) руки, мм, не менее 30
Время подъёма (опускания) руки при максимальной величине перемещения, с, не более 0,5
Максимальная скорость подъёма (опускания) руки при максимальной величине перемещения, м/с, не менее 0,12
Максимальное ускорение подъёма (опускания) руки при максимальной величине перемещения, м/с, не менее 5,5
Максимальная абсолютная погрешность позиционирования при подъёме (опускании) руки, мм, не более 0,05
Максимальный угол поворота руки в горизонтальной плоскости, не менее 120
Время поворота руки в горизонтальной плоскости при максимальном угле поворота, с, не более 0,8
Максимальная скорость поворота руки при максимальном угле поворота, с, не менее 300
Максимальное ускорение поворота руки при максимальном угле поворота, с 600
Максимальная абсолютная погрешность позиционирования при повороте руки в горизонтальной плоскости, мм, не более 0,05
Максимальная величина горизонтального перемещения (выдвижения, втягивания) руки, мм, не менее 150
Время выдвижения (втягивания) руки при максимальной величине перемещения, с, не более 0,5
Максимальная скорость выдвижения (втягивания) руки при максимальной величине перемещения, м/с, не менее 0,75
Максимальное ускорение выдвижения (втягивания) руки при максимальной величине перемещения, м/с, не менее 6,5
Максимальная абсолютная погрешность позиционирования при выдвижении (втягивании) руки, мм, не более 0,05
Число точек позиционирования по каждой степени подвижности 2
Усилие захватывания контрольного груза, кг, не менее 1,2
Время захватывания (отпускания), с не более 0,35
Характерные размеры захватываемого предмета (типа вал-фланец): диаметр, мм 50
длина, мм 32
Тип привода — пневматический
Рабочее давление воздуха 0,4—0,5 МПа
Тип системы управления — цикловая
Число точек позиционирования по каждой степени подвижности 2
Масса 40 кг
Описание механической части
Механизм подъема предназначен для обеспечения подъема (опускания) руки манипулятора (см. рис. 1.3.2) и состоит из: корпуса 4, штока 2, крышек 6, 7. Рабочие полости цилиндра герметизируются манжетами 5, 9 и прокладками.
Особенностью механизма подъема является выполнение конструкции в виде неподвижного штока и подвижного корпуса цилиндра. Для улучшения динамики работы при подъеме и опускании поршень имеет различные рабочие площади.
Внутри штока на подшипниках 8 установлен вал 1 механизма поворота.
Рис. 1.3.2. Конструкция механизма подъема.
Достижение заданного хода вертикального движения выполняется регулировкой механических упоров, которые установлены на неподвижной направляющей в корпусе манипулятора. На этих же упорах установлены КЭМы вертикального перемещения, на подвижном корпусе соответствующие им постоянные магниты. Конструкция крепления КЭМов позволяет производить их точную регулировку для обеспечения надежного срабатывания.
При подаче сжатого воздуха через прямое концевое соединение 3 в полость А или Б корпус цилиндра 4 перемещается.
Механизм поворота предназначен для поворота руки манипулятора (см. рис. 1.3.3) и состоит из: корпуса цилиндра 11, в котором перемещается шток 10. Средняя часть штока выполнена в виде рейки, зубья которой входят в зацепление с валом поворота, установленного в штоке механизма подъема. Шток 10 уплотняется манжетами 9, фланцами 1 с прокладками 2. На штоке 10 закреплена винтом 7 планка 8 с магнитом 6, на корпусе 11 установлены планки 3 и платы 4 с КЭМами 5.
Рис. 1.3.3. Конструкция механизма поворота.
При подаче воздуха в пневмоцилиндр через отверстия А и Б поступательное движение штока-рейки 10 преобразуется во вращательное движение вала.
В верхней части вала установлена муфта, предназначенная для соединения исполнительного устройства робота с валом механизма поворота. Муфта 1 имеет упоры 2 (рис. 1.3.4), которые обеспечивают заданный угол поворота.
Регулировка угла поворота выполняется с помощью упоров 4. При осуществлении поворота упор 2 касается выступа 3 гидравлического демпфера и дожимает его до конечного положения.
Исполнительное устройство (ИУ) робота (см. рис. 1.3.5.) обеспечивает выдвижение захватного устройства в рабочую зону. Конструкция ИУ содержит следующие основные детали: корпус 13, шток с поршнями 10, направляющую 17, основные упоры 8 и 15, регулировочные упоры 7 и 14 с винтом 6, амортизатор 12. В корпусе 13 установлена гильза 2 с уплотнением 3, которая служит корпусом цилиндра исполнительного двигателя ИУ. В гильзе перемещается шток с поршнем 10. Шток уплотняется манжетой 5. Сжатый воздух подводится к прямому концевому соединению 11. Направляющая 17 служит ограничителем вращения штока захватного устройства вокруг оси. Смазка направляющей производится через масленку 16.
Рис. 1.3.4. Расположение упоров механизма поворота.
Под крышкой 7 корпуса установлены КЭМы 4, на упорах 8 и 15 — магниты 9.
При подаче сжатого воздуха в соответствующую полость цилиндра шток с направляющей 17 и упорами 7, 8, 14, 15 перемещается. На конечном участке движения упор 8 или 15 касается штока амортизатора 12 и перемещает его до конечного положения. Одновременно магнит 9 подходит к КЭМу 4, который срабатывает и выдает сигнал об окончании движения. Перемещение ИУ регулируется соответствующей установкой упоров 7, 8, 14, 15. С помощью микровинта 6 выполняется точная настройка хода штока.
Рис. 1.3.5. Конструкция исполнительного устройства робота.
Рис. 1.3.6. Принципиальная схема демпфирующего устройства.
Гидравлические демпферы угла поворота и выдвижения захватного устройства по принципу действия аналогичны: энергия движения механических элементов преобразуется в энергию дросселирования потока жидкости через зазор с переменным проходным сечением.
Схема демпфера представлена на рисунке 1.3.6. Поршни 1 и 3 жестко соединены штоком 2. Шток исполнительного двигателя при подходе к заданному положению нажимает упором на поршень 4 демпфера. Поршни 1 и 3 под действием движущей силы перемещаются вправо, при этом из полости А жидкость вытесняется и поступает в полость В через зазор. Первоначальное заполнение полостей А и Б жидкостью производится из емкости С через каналы m и n, которые затем перекрываются поршнем демпфера при соответствующем направлении движения. При перетекании жидкости через зазор а, который представляет собой местное сужение потока, происходит потеря энергии. Как видно из схемы, поток жидкости, движущейся из полости А в полость В, получает энергию от поршня 1. Чем больше вязкость жидкости и меньше площадь зазора а, тем больше требуется усилий для перемещения поршня 4 и тем значительнее демпфирование.
В качестве рабочей жидкости в демпферах используется минеральное масло. Зазор регулируется перемещением дросселирующей иглы 4.
Привод захватного устройства выполнен в виде цилиндра с прямолинейным движением поршня одностороннего действия. При подаче воздуха в правую полость цилиндра поршень движется влево, при этом скосами на внешней стороне поршня действует на рычаги захватного устройства, сжимая его. При снятии давления воздуха обратный ход поршня выполняется под действием возвратной пружины. При этом рычаги захватного устройства разжимаются под действием пружины рычагов. Размах рычагов можно регулировать специально предусмотренными винтами.