Технические характеристики промышленных роботов - номинальную грузоподъемность, число степеней подвижности, величины и скорости перемещения по степеням подвижности, рабочую зону, рабочее пространство и зону обслуживания ПР, погрешность позиционирован

  

Вся электронная библиотека >>>

 Роботы >>>

 

 

 ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ


Раздел: Наука и техника

 

3.3. Технические характеристики промышленных роботов

  

Технические характеристики (или показатели) современных промышленных роботов можно разделить на основные и дополнительные.

 

3.3.1. Основные технические характеристики

 

К основным техническим характеристикам ПР следует отнести номинальную грузоподъемность, число степеней подвижности, величины и скорости перемещения по степеням подвижности, рабочую зону, рабочее пространство и зону обслуживания ПР, погрешность позиционирования или обработки траектории.

Грузоподъемность ПР - наибольшее значение массы объектов манипулирования, включал и массу рабочего органа, которые могут перемещаться "рукой" при заданных условиях. Для многорукого ПР грузоподъемность определяют как сумму грузоподъемности всех его "рук". Для некоторых типов промышленных роботов важным показателем является усилие (или крутящий момент), развиваемое исполнительным механизмом. К числу таких показателей можно отнести усилие зажима объекта манипулирования захватным устройством, рабочее усилие "руки" ПР вдоль ее продольной оси, крутящий момент при ротации захватного устройства.

По величине грузоподъемности промышленные роботы разделяют на сверхлегкие (до 1 кг), легкие (свыше 1 до 10 кг), средние (свыше 10- до 200 кг), тяжелые (свыше 200 до 1000 кг), сверхтяжелые (свыше 1000 кг). В настоящее время выпускается до 73% моделей ПР легкого и среднего типа с грузоподъемностью от 5 до 80 кг.

Число степеней подвижности ПР определяют как сумму возможных координатных движений его рабочего органа или объекта манипулирования относительно опорной системы. Для некоторых типов ПР дополнительно учитывают число степеней подвижности захватного устройства, равное числу степеней свободы всех его звеньев относительно узла крепления к "руке" робота. Среди степеней подвижности отдельного манипулятора следует различать переносные и ориентирующие.

Переносные, или региональные, степени подвижности используются для перемещения рабочего органа ПР; ориентирующие, или локальные, - для его ориентации в рабочей зоне. Для перемещения объекта манипулирования в заданное место рабочей зоны без его ориентации достаточно трех переносных степеней подвижности, для полной ориентации - трех ориентирующих. Для переноса и полной пространственной ориентации необходимо шесть степеней подвижности; дальнейшее увеличение числа степеней подвижности повышает маневренность манипуляционной системы робота, улучшает его динамику, однако усложняет конструкцию и программирование, снижает точность позиционирования и увеличивает стоимость» Поэтому предпочтительно ограничиваться четырьмя-пятью степенями подвижности, применяя шесть и более лишь в наиболее сложных технологических процессах

По степени подвижности ПР подразделяют на три группы: малую (до 3-х степеней подвижности); среднюю (4-6 степеней подвижности) и высокую подвижность (свыше 6 степеней). Число степеней подвижности ПР в значительной мере определяет его универсальность. Современные ПР имеют обычно от 2 до 7 степеней подвижности: самые простые - 1 - 2; наиболее сложные - 7, иногда и более. В структуре современного мирового парка ПР преобладают конструкции с 4 и 5 степенями подвижности (67 %).

Учитывая все большее Применение подвижных роботов наряду со степенями подвижности манипуляционной системы робота следует рассматривать также степени подвижности устройств его передвижения, так называемые координатные, или глобальные.

Величины и скорости перемещения рабочего органа по каждой степени подвижности характеризуют геометрию рабочего пространства ПР, а также особенности движения и ориентации переносимого объекта и определяются механикой манипулятора ПР и возможностями привода Величины перемещений по линейным координатам задаются в метрах, по угловым - в градусах или радианах; соответственно скорости выражаются в метрах в секунду для линейных и градусах или радианах в секунду - для угловых координат. По величине линейного перемещения, или хода рабочего органа, различают ПР с малым (до 300 мм), средним (свыше 300 до 1000 мм) и большим ходом (свыше 1000 мм).

Скорости перемещений звеньев манипулятора характеризуют важное качество ПР- быстродействие, от которого зависит время обслуживания технологического оборудования. Обычно скорости линейных перемещений рабочих органов манипуляторов не превышают 1,0 - 1,5 м/с, хотя имеются отдельные роботы со скоростями до 9 м/с. Скорости угловых перемещений рабочих органов преимущественно находятся в пределах от 15 до 360 град/с (от 0,25 до 6,3 рад/с). 96

Для предварительного выбора ПР быстродействие можно оценивать скоростью основных линейных перемещений рабочих органов, при этом различаются ПР с малым (линейная скорость до 0,5 м/с), средним (линейная скорость свыше 0,5 до 1 м/с) и высоким быстродействием (линейная скорость свыше 1 м/с).

Рабочая зона ПР - это пространство, в котором может находиться рабочий орган при его функционировании. Она характеризуется своими формой (или видом) и объемом.

Форма, или вид рабочей зоны, - пространственная фигура, описываемая рабочим органом ПР при прохождении им предельно достижимых положений. Вид рабочей зоны обусловлен назначением промышленного робота и определяется числом степеней подвижности манипулятора, типом и взаимной ориентацией кинематических пар в пространстве и относительными размерами звеньев манипуляционной системы.

Объем рабочей зоны (или рабочий объем) - это объем пространства, в пределах которого может перемещаться рабочий орган ПР при его функционировании, измеряется в м3 и позволяет судить о масштабе ручного труда, доступного промышленному роботу. По величине обслуживаемого рабочего объема все роботы можно разделить на пять классов

 Погрешность'' позиционирования, или отработки траектории, - это отклонение фактического положения (или траектории) рабочего органа ПР от заданного программой при многократном позиционировании (повторении движения), которое оценивается в линейных или угловых единицах. Погрешность позиционирования, или отработки, траектории может рассматриваться как в целом для рабочего органа (суммарная), так и для отдельных исполнительных механизмов ПР.

В характеристиках ПР точность позиционирования указывается в абсолютных единицах, однако для сравнительной оценки различных роботов и определения их типов с точки зрения степени их точности такой показатель неприемлем, поскольку не увязан с геометрическими параметрами рабочей зоны. Поэтому в основу определения типа ПР по показателю точности положена относительная погрешность позиционирования, или отработки траектории.

Относительная погрешность позиционирования - величина, характеризующая точность роботов с цикловым и позиционным управлением и равная отношению абсолютной погрешности позиционирования к максимальному расртоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженная в процентах.

Относительная погрешность отработки траектории - величина, характеризующая точность роботов с контурным управлением и равная отношению абсолютной погрешности перемещения исполнительного механизма по траектории в пределах рабочей зоны к максимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженная в процентах. По относительной точности позиционирования, или отработки траектории, различают четыре класса точности ПР ().

Абсолютная погрешность позиционирования (отработки траектории) современных промышленных роботов составляет от ±4 до ±0,02 мм, пои этом для 70 % роботов она находится в пределах ±1 мм.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ

 

Смотрите также:

 

Роботы для станков и линий. Промышленный робот

Такие роботы называются промышленными. Большинство промышленных роботов — это роботы-манипуляторы. Они имеют механическую «руку...

 

Роботы. Значение происхождение слова Робот

Такие роботы называются промышленными. Большинство промышленных роботов — это роботы-манипуляторы. Они имеют механическую «руку»...