ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Цель работы: изучение конструкции и кинематики узлов промышленного робота
Содержание
Ÿ НАЗНАЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА
Ÿ Основные технические данные.
Ÿ Устройство и работа манипулятора
Ÿ Основные узлы манипулятора
Ÿ Механизм подъема
Ÿ Механизм поворота
Ÿ Муфта с упорами
Ÿ Рука
Ÿ Амортизатор руки
Ÿ Амортизатор поворота
Ÿ Схват
Ÿ ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ÿ ВОПРОСЫДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
1. Назначение промышленного робота.
Промышленный робот МП-9С предназначен для обслуживания штамповочных прессов, а также для автоматизации других технологических процессов, в которых требуется осуществлять взятие, перенос и установку деталей на технологическое оборудование.
2. Основные технические данные.
Грузоподъемность, кг. 0,2
Выдвижение руки, мм. 150
Подъем руки, мм. 30
Поворот руки, град. _ 120
Время максимального перемещения по:
- выдвижению и подъему, с. (не более) 0,5
- повороту, с. (не более) 0,8
Погрешность позиционирования, мм. ±0,05
Тип привода пневматический
Рабочее давление воздуха, Мпа 0,4....0,5
Тип системы управления цикловой
Число кадров в программе, шт. 30
Число технологических команд, шт. 6
Число точек позиционирования по каждой степени подвижности, шт. 2
Масса манипулятора, кг 40
Габариты манипулятора:
длина, мм. 630
ширина, мм. 232
высота, мм. 305
3. Устройство и работа манипулятора
3.1. Основные узлы манипулятора
Конструкция манипулятора представлена на рис.1 и рис.2. Манипулятор состоит из следующих основных узлов:
- корпуса с узлом распределения воздуха;
- механизма подъема;
- механизма поворота;
- муфты с упорами;
- руки;
- амортизатора руки;
- амортизатора поворота;
- захвата.
Корпус манипулятора 7 (рис. 1) и 10 (рис. 2) является основанием манипулятора, в котором размещен узел распределения воздуха 14 (рис. 1) и 8 (рис. 2), состоящий из 8 электропневматических клапанов, снабженных дросселями 15 (рис. 1) и произведена вся электропневморазводка. Для удобства обслуживания корпус имеет съемный кожух 5 (рис. 2) и две боковые крышки 3 (рис. 2). На задней стенке корпуса размещен штуцер 7 (рис. 2) для подвода воздуха к узлу распределения и два разъема 6 и 9 (рис. 2) для подсоединения кабелей электропитания.
3.2. Механизм подъема
Механизм подъема (рис.3) предназначен для обеспечения подъема (опускания) руки манипулятора. Механизм подъема состоит из корпуса 6, штока 2 и крышки 8, 9 и 17. Полости пневмоцилиндра герметизируются манжетами 7, 14 и прокладками 18.
Для улучшения динамики работы на подъем и опускание штоковые полости выполнены разных сечений.
Внутри штока на подшипниках 10 установлен вал 1 механизма поворот. На нижней части штока имеется проточка и выступ, которые предназначены для установки и фиксации механизма поворота. На верхнем конце вала 1 имеются лыски и резьбовое отверстие, предназначенные для установки и фиксации муфты с упорами. На верхней части механизма подъема размещен кронштейн, предназначенный для установки амортизатора поворота.
 |
Установка упоров механизма подъема показана на рис.4. Применено два типа упоров. Упоры 1 и 4 - основные. Упор 6 вспомогательный регулировочный предназначен для облегчения настройки нижнего основного упора, находящегося во время настройки под действием веса руки.
На основных упорах установлены КЭМы 12 и 17, а на кронштейне 14 - магниты 15.
Кронштейн 14 соединяет механизм подъема с механизмом поворота и одновременно предотвращает поворот последних, взаимодействуя с направляющей 3.
Для обеспечения точности позиционирования необходимо винтом 13 установить зазор не более 0,05 мм.
Регулировка хода механизма подъема сводится к следующему:
1) предварительно ослабляют затяжку к направляющей 3 упоров 4 и 6 и передвигают их на необходимую величину;
2) затягивают винт 10 упора 6,
3) устанавливают микровинтом 7 в точное положение упор 4, после чего затягивают винт 5;
4) ослабляют затяжку винта 2 упора 1;
5) передвигают упор 1 на необходимую величину, после чего затягивают винт 2.
При этом следует учесть, что максимальный ход микровинта составляет 2 мм с контргайкой и 6 мм без нее, а необходимые при регулировке вертикальные перемещения руки осуществляются вручную или от ЭЦПУ-6030 при давлении воздуха 0,1-0,15 МПа.
После регулировки хода механизма подъема производится настройка КЭМов, для чего:
- подводится кронштейн 14 с магнитами 15 к упору 1;
- производится перемещение платы 16 и КЭМа 17 при котором он надежно срабатывает;
- закрепляется плата 16 винтами.
Аналогично проводится установка и закрепление платы 11 и. КЭМа 12.
 |
3.3 Механизм поворота
Механизм поворота (рис 5) предназначен для обеспечения поворота руки манипулятора.
Механизм поворота состоит из корпуса 13, в котором перемещается шток-рейка 12, уплотненная манжетами 11, фланцев 1 с прокладками 2, закрывающими поршневые полости. На рейке 12 установлена планка 8 с магнитам 6, а на корпусе 13 установлены планки 3 и платы 4 с КЭМами 5.
При установке механизма поворота на механизме подъема, зубья рейки 12 входят в зацепления с валом, установленным в штоке механизма подъема, а при подачи воздуха в пневмоцилиндр через отверстие А поступательное движение рейки преобразуется во вращательное движение. При перемещении рейки магнит 6 подходит к КЭМу и происходит срабатывания последнего.
 |
3.4. Муфта с упорами
Муфта с упорами (рис. 6) предназначена для соединения руки с валом механизм поворота и для обеспечения регулировки углов поворота руки. Муфта с упорами состоит из муфты 1, упоров 2 и регулировочных упоров 3. При осуществлении поворота упор 2 находит на выступ амортизатора и дожимает последний до упора.
Регулировка механизма поворота сводится к установке упорами 2 и 3 необходимого утла поворота руки в горизонтальной плоскости с последующей настройкой КЭМов, для чего необходимо:
- ослабить затяжку винтов 7 до свободного перемещения упоров 2 и 3;
- повернуть руку в необходимое положение и зафиксировать ее;
- передвинуть упоры 2 и 3 до выступа амортизатора, выбрав ход амортизатора;
-
 |
затянуть винт 7 упора 3 и при помощи микровинта 4 установить необходимое точное положение упора 2;
- затянуть винты 7 упора 2 после неоднократной проверки положения руки.
3.5. Рука
Аналогично производится установка другой пары упоров 2 и 3. Настройка КЭМов производится в следующем порядке:
- повернуть руку до упора в выступ амортизатора;
- установить перемещением планки 3 (рис.5) и КЭМа 5 в положение, при котором он надежно срабатывает;
- закрепить планку 3 винтами 9.Аналогично проводить установку другого КЭМа.
ВНИМАНИЕ! Во избежание поломки КЭМов необходимо перед каждой последующей установкой угла поворота отодвигать планки 3 с КЭМами и только после установки необходимого угла поворота производить настройку КЭМов.
Рука (рис.7) предназначена для обеспечения выдвижения захвата в рабочую зону и состоит из корпуса 16, штока 13, направляющей основных упоров 10 и 18, регулировочных упоров 9 и 17, амортизатора 15. В корпусе установлена уплотненная кольцами 3 гильза 2, в которой ходит шток-поршень 13, уплотненный манжетами 6. Воздух подводится к штуцерам 14 и через каналы, выполненные внутри корпуса, поступает в штоковые полости.
 |
Направляющая 21 служит ограничителем штока, а, следовательно, и захвата, от проворота вокруг его оси. Периодическая смазка направляющих втулок 20 осуществляется через пресс-масленку 19.
Под крышкой 1 размещены КЭМы 5 и провода, подходящие к ним, а на основных упорах 10 и 18 установлены магниты 12.
Пери подаче воздуха происходит перемещение штока-поршня 13 вместе с направляющей 21 и упорами 9, 10, 17, 18.
Упор 10 находит на амортизатор, вдавливает шток амортизатора до упора. Одновременно магнит 12 подходит к КЭМу 5, который срабатывает и выдает сигнал о выполнении команды.
Регулировка руки сводится к установке упорами 9, 10, 17 и 18 необходимой величины выдвижения штока, для чего необходимо:
- ослабить затяжку винтов 8 и 11 до свободного перемещения упоров 9 и 10;
- выдвинуть шток на необходимую величину;
- передвинуть упоры 9 и 10 до упора, выбрав ход штока амортизатора;
- затянуть винт 8 до упора 9 и микровинтом 7 установить необходимое точное положение упора 10;
- затянуть винт 11 до упора 10 после неоднократной проверки отрегулированного положения.
Аналогично производится установка другой пары упоров 17 и 18. Для настройки КЭМов необходимо:
- выдвинуть шток с упором 10, выбрав ход штока амортизатора 15 до упора;
- установить перемещением скобы 4 и КЭМа 5 положение, при котором он надежно срабатывает;
- закрепить скобу 4 винтами.
Аналогично проводится установка срабатывания другого КЭМа.
3.6. Амортизатор руки
Амортизатор руки (рис. 8) предназначен для обеспечения плавного торможения подвижных элементов руки при выходе на упор.
Амортизатор состоит из корпуса 13, в котором установлены два притертых дополнительно уплотненных резиновыми кольцами штока 1, из регулировочной иглы 10, притертого стержня 12, втулок 5 и 7, уплотненных кольцами 6 и фланцев 8. Под крышкой 3 размещен заполненный маслом подпиточный резервуар А.
 |
При перемещении штока 1 вначале происходит перекрытие отверстия, соединяющего подпиточный резервуар со штоковой полостью, а затем отсеченный объем масла по каналу, за-дросселированному иглой 10, передавливается в противоположную штоковую полость, образующуюся при выдвижении противоположного штока 1. При полном вдавливании штока 1 происходит перекачка масла в противоположную полость, полное выдвижение противоположного штока 1 и соединение образовавшейся полости с подпиточным резервуаром А. Наличие подпиточного резервуара позволяет компенсировать возможные утечки масла и обеспечивает надежную работу амортизаторов.
Подпиточный резервуар А заполняется маслом индустриальным И-20А ГОСТ 20799-75. Верхний уровень масла должен быть на 1...2 мм ниже плоскости корпуса, а нижний уровень масла должен быть на 1...2 мм выше плоскости днища резервуара. После заполнения резервуара маслом производится удаление воздуха из внутренних объемов путем прокачки, т.е. перемещением штоков добиваются прекращения выделения воздушных пузырьков. После прокачки масло доливают до необходимого уровня.
Регулировка амортизатора сводится к обеспечению плавности торможения, для чего устанавливают иглой 10 необходимое проходное сечение.
3.7. Амортизатор поворота
Амортизатор поворота (рис. 9) предназначен для обеспечения плавности торможения поворачивающихся элементов механизма поворота и руки. Амортизатор поворота по исполнению, работе и эксплуатации аналогичен амортизатору руки, описанному в п. 3.6. Различие только в том, что штоки 10 связаны между собой скобой 1, имеющей выступ, который при повороте руки взаимодействует с упорами.
 |
3.8. Схват
Схват (рис. 10а, 10б) предназначен для захвата и удержания детали (заготовки) и состоит из корпусов 1,2, между которыми зажаты шарикоподшипники 3, рычагов 4 взаимодействующих с поршнем 5, пружин 6,7 и штока 8.
Удержание детали (заготовки) в схвате происходит за счет усилия пружин 6 7 Отпускание заготовок происходит при подаче воздуха через полый шток 8; при этом воздух поступает под односторонне уплотненный относительно штока поршень 5 и далее по винтовой канавке последнего – в цилиндр А. Поршень 5 перемещается сжимая пружины 6,7 и поворачивает рычаги 4, освобождая деталь (заготовку).
Конструкция схвата позволяет компоновать его в двух исполнениях:
-для зажима деталей по внутренней поверхности (рис. 10а);
-для зажима деталей по наружной поверхности (рис. 10б).
Для перекомпоновки схвата из одного исполнения в другое производится следующее:
- вывертывается винт 9;
- вынимается шток 8, удерживая при этом корпуса 1,2 в собранном виде;
- вставляется шток 8 в корпуса 1,2 с другой стороны (рис. 10б);
- ввертывается винт 9 с моментом затяжки 5 кгс/м.
4. Задание на выполнение лабораторной работы.
4.1 Изучить устройство механизмов вращательного и поступательного движений. 4.2.Начертить кинематическую схему манипулятора промышленного робота МП9С с использованием условных обозначений ГОСТ 2.770-72.
4.3.Осуществить настройку упоров механизмов вращательного и поступательного движений.
5. Вопросы для контроля знаний
5.1. Как устроены приводы поступательного и вращательного движений?
5.2. Какова последовательность установки упоров?
5.3. Для чего предназначены амортизаторы и принцип их работы?
5.4. Для чего предназначены направляющие и механизмах поступательного движения?