ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ

Раздел: Наука и техника

H.B. Василенко К.Д. Никитин В.П. Пономарёв А.Ю. Смолин

 Допущено Государственным комитетом РФ по высшему образованию в качестве учебного пособия для студентов машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов

 ТОМСК МГП «РАСКО» 1993

Рецензенты: кафедра "Конструирование механических систем" Московского института электронного машиностроения; проф., доктор техн. наук, акад. Инженерной академии В. П. Тарасенко

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РОБОТОТЕХНИКИ

1.1. Исторический очерк

1.2. Современное состояние робототехники

1.3. Становление и развитие робототехники в СНГ и странах Восточной Европы

ГЛАВА 2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОБОТАХ 2.1. Основные понятия

2.3. Поколения роботов

2.4. Классификация роботов

2.4. 2. Классификация по особенностям управления

2.4. 3. Общая классификация роботов

ГЛАВА 3 ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО

3.1. Общее устройство и составные части ПР

3.2. Классификация промышленных роботов

3.3. Технические характеристики промышленных роботов

3.3.2. Дополнительные технические характеристики

3.4. Конструктивное исполнение ПР

3.5. Специальные краны-роботы

ГЛАВА 4. МАНИПУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА

4.1.2. Степени подвижности манипулятора

4.1.3. Базовая система координат МС

4.1.4. Маневренность МС

4.1.5. Основы механики манипуляционных систем

4.2.1. Функции положения МС

4.2.2. Методика образования матриц перехода от одной системы координат к другой

ГЛАВА 5 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ МАНИПУЛЯТОРОВ

5.2. Конструктивное исполнение узлов манипулятора

5.2.3. Устройства для обеспечения движения по вращательным степеням подвижности

5.3. Компоновочные схемы манипуляторов

5.4. Общая схема манипулятора

5.5. Устройства передвижения

ГЛАВА 6. РАБОЧИЕ ОРГАНЫ

6.1.1. Классификация захватных устройств

6.1.2. Конструктивное исполнение основных типов захватных устройств

6.2. Технологические инструменты 6.2.1. Сварочные технологические инструменты

6.2.2. Покрасочные технологические инструменты

6.2.3. Сборочные технологические инструменты

6.3.1. Проектный расчет механических захватных устройств

ГЛАВА 7. ПРИВОД РОБОТА

7.2. Основы выбора привода

7.3. Пневматический привод

7.4. Гидравлический привод

7.5. Электрический привод

7.6. Комбинированные и иные приводы

7.7. Сервоприводы

7.8. Передаточные механизмы

7.8.1. Винтовая передача

7.8.2. Шариковинтовая передача

7.8.3. Реечная передача

7.8.4. Тросовая передача

7.8.5. Зубчатоременная передача

7.8.6. Волновая передача

ГЛАВА 8 ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА 8.1. Основы построения ИУС

8.1.2. Иерархическое адаптивное управляющее устройство

8.1.3. Сведения о программном обеспечении и языках программирования

8.1.4. Использование логики предикатов в языках роботов

8.2. Система управления

8.2.2. Конструктивное построение систем управления ПР

Микропроцессоры и микроЭВМ. Датчики обратных связей

8.2.3. Основы выбора типа системы управления ПР

8.8 Программоноситель. Программно-временное устройство 

8.3. Информационно-измерительная система.

Силомоментные устройства очувствления. Локационные сенсорные устройства

Системы технического зрения. Сенсорные устройства

ГЛАВА 9 ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

9.1.1. Электромеханические волновые модули

Встроенные электромеханические мотор-редукторы

9.1.2. Промышленные роботы модульного типа на базе электромеханических волновых модулей

9.2. Эксплуатация промышленных роботов

ГЛАВА 10 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

10.1. Роботизированные технологические системы

10.2. Роботизированные технологические процессы

ГЛАВА 11. ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВА И ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ

 H.B. Василенко К.Д. Никитин В.П. Пономарёв А.Ю. Смолин

ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ

Под общей редакцией К.Д. Никитина

Допущено Государственным комитетом РФ по высшему образованию в качестве учебного пособия для студентов машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов

ТОМСК МГП «РАСКО» 1993

ФЕДЕРАЛЬНАЯ ПРОГРАММА КНИГОИЗДАНИЯ РОССИИ

Рецензенты: кафедра "Конструирование механических систем" Московского института электронного машиностроения; проф., доктор техн. наук, акад. Инженерной академии В. П. Тарасенко

Малое государственное редакционно-издательское предприятие "РАСКО" при издательстве "Радио и связь" Мининформпечати РФ.

ЛИТЕРАТУРА

1.            Андреев Д.Ф. Грузозахватные устройства с автоматическим и дистанционным управление. MJ Стройиздат, 1979. 173 с.

2.            Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства / Пер. с англ. М.Ю. Евстегнеева и др. MJ Машиностроение, 1989. 448 с.

3.            Белянин П.Н. Промышленные роботы и их применение: Робототехника для машиностроения. 2-е изд., перераб. и доп. MJ Машиностроение, 1983. 311 с.

4.            Белянин П.Н. Робототехнические системы для машиностроения. М.: Машиностроение, 1986. 256 с.

5.            Боголюбов А.Н., Никитин Д.А. Популярно о робототехнике/ Отв. ред. В.Д. Новиков. Киев: Наук, думка, 1989.200 с.

6.            Бронштейн Ю.П. Исполнительные механизмы захватывающих устройств. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. 232 с.

7.            Бурдаков С.ФЧ Дъячвнко ВА, Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных компексов. М.: Высш. шк., 1986. 264 с.

8.            Буренин В.В., Михайлова В.Л. Безопасность труда при применении промышленных роботов: Учеб. пособие для СПТУ. М.: Высш. шк., 1987. 70 с.

9.            Вайнсон АА, Андреев Д.Ф. Крановые грузозахватные устройства: Справочник. MJ Машиностроение, 1982. 304 с.

10.         Воробьев Е.И. и др. Промышленные роботы агрегатно-модульного типа/ Е.И. Воробьев, Ю.Г. Козырев, В.И. Царенко; Под. ред. Ю.Г. Козырева. М.: Машиностроение, 1988. 239 с.

11.         Волчкевич Л.И. Роботы и здравый смысл // Изобретатель и рационализатор. 1986. № 4. С. 2-3.

12.         Вукобратович Мч Стокич Д. Управление манипуляционными роботами: теория и приложения. М.: Наука, 1985. 384 с.

13.         Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: В 14 кн. Кн. 4. Л.И. Волчкевич, Б.А. Усов. Транспортно-накопительные системы ГПС: Практ. пособие / Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Высш. шк., 1989.112 с.

14.         Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: В 14 кн. Кн. 5. В.П. Царенко. Промышленные роботы: Практ. пособие / Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Высш. шк., 1990. 94 с.

15.         Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототех- нические комплексы: В 14 кн. Кн. 6. Б.И. Черпаков, В.Б. Вепикович. Робототехнические комплексы. Практ. пособие/Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Высш. шк., 1989.95 с.

16.         Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: В 14 кн. Кн. 11. В.Н. Васильев. Перспективы развития ГПС: Практ. пособие / Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Высш. шк., 1989. 111 с.

17.         Гибкие производственные системы Японии / Пер. с япон. А.Л. Семенова; Под ред. Л.Ю. Лищинского. М.: Машиностроение, 1987. 232 с.

18.         Гибкое автоматизированное производство / В.О. Азбель, В.А. Егоров, А.Ю. Звоницкий и др.; Под общ. ред. С.А. Майорова, Г.В. Орловского, С.Н. Халкиопова. 2-е изд.,перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1985. 454 с.

19.         ГОСТ 25685-85. Роботы промышленные. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1983.

20.         ГОСТ 25686-85. Манипуляторы, автооператоры и роботы. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1985.

21.         ГОСТ 12.2.072-82. Роботы промышленные, роботизированные технологические комплексы и участки. Общие требования безопасности. М.: Изд-во стандартов, 1982.

22.         Динамика управления роботами / В.В. Козлов. В.П. Макарычев, А.В. Тимофеев и др.; Под ред. Е.И. Юревича. М.: Наука, 1984. 334 с.

23.         Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы / B.C. Кулешов, Н.А. Лакота, В.В. Андрюнин и др.; Под общ. ред. Е.П. Попова. М.: Машиностроение, 1986. 328 с.

24.         Егоров ВА, Лузанов ВХ, Щербаков С.М. Транспортно-накопительные системы для ГПС. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. 293 с.

25.         Иванов М.Н. Волновые зубчатые передачи: Учеб.'пособие. М.: Высш. шк., 1981. 184 с.

26.         Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1976. 399 с.

27.         Ивановский АЛ. Начала робототехники. Минск: Вышэйш; шк., 1988. 219 о.

28.         Кобринский А.Е. Вот они - роботы. М.: Наука, 1972. 113 с.

29.         Кобринский АА, Кобринский А.Е. Манипуляционные системы роботов. М.: Наука, 1985. 343 с.

30.         Козырев Ю.Г. Промышленные роботы:.Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1988. 392 с.

31.         Коловский М.З., Слоущ А.В. Основы динамики промышленных роботов. М.: Наука, 1988. 239 с.

32.         Коловский М.З., Маслов В.И. Элементы теории роботов и манипуляторов: Учеб. пособие. Л.: Изд. ЛПИ, 1981. 60 с.

33.         Конструирование роботов / Пер. с франц.; Андре П., Кофман Ж.-П., Лот Ф., Тайар Ж.-П. М.: Мир, 1986. 360 с.

34.         Конструкции промышленных роботов: Учеб. пособие для СПТУ/ Е.М.Канаев, Ю.Г. Козырев, Б.И. Черпаков, В.И. Царенко. М.: Высш. шк.,

1987.     95 с.

35.         Кауфе Ф. Взаимодействие робота с внешней средой / Пер. с франц. М.: . Мир, 1985. 285 с.

36.         Лукьянов В.Я Робот против человека ? М.: Профиздат, 1990. 192 с.

37.         Манипуляционныв системы роботов/А.И. Корендясев, Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес и др.; Под ред. А.И. Корендясева. М.: Машиностроение, 1989. 471 с.

38.         Марш Г1, Александер И, Барнетт П. и др. Не счесть у робота профессий / Пер. с англ. B.C. Гурфинкеля. М.: Мир, 1987. 182 с.

39.         Маслов ВА, Муладжанов Ш.С. Робототехника берет старт. М.: Политиздат, 1986. 109 с.

40.         Мацкевич В.В. Занимательная анатомия роботов. 2-е изд., перераб. и доп, М.: Радио и связь, 1988. 128 с.

41.         Медведев В.С, Лесков А.Г, Ющенко А.С. Системы управления манипу- ляционных роботов / Под ред. Е.П. Попова. М.: Наука, 1978. 416 с.

42.         Мелентьев Ю.И, Телегин А.И. Динамика манипуляционных систем роботов. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1985. 348 с.

43.         Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн./ Под ред. К.В.Фропова, Е.И. Воробьева. Кн. 1: Кинематика и динамика/ Е.И. Воробьев, С.А. Попов, Г.И. Шевелева. М.: Высш. шк., 1988. 304 с.

44.         Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. / Под ред. К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. Кн. 2: Расчет и проектирование механизмов / Е.И. Воробьев, О.Д. Егоров, С.А. Попов. М.: Высш. шк.,

1988.     367 с.

45.         Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. / Под ред. К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. Кн. 3: Основы конструирования / Е.И. Воробьев, А.В. Бабич, К.П. Жуков и др. М.: Высш. шк., 1989. 383 с.

46.         Мехатроника: Пер. с япон. / Исии Т., Симояма И., Иноуз X. и др. М.: Мир, 1988. 318 с.

47.         Морозов Б.И, Рыкин О.Р. Робототехника: Учеб. пособие. Л.: Изд. ЛПИ, 1982. 120 с.

48.         Морозов Б.И, Станкевич Л.А. Информационные устройства и системы роботов и роботизированных комплексов: Учеб. пособие. Л.: Изд. ЛПИ, 1986. 84 с.

49.         Накано Э. Введение в робототехнику / Пер. с япон. М.: Мир, 1988. 334 с.

50.         Никитин. К.Д, Пономарев В.П, Смолин AJ0, Василенко КВ. Основы робототехники: Учеб. пособие. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1986. 208 с.

51.         Никитин К.Д, Марьясов В.Г, Смолин А.Ю. Специальные металлургические краны: Учеб. пособие. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1989. 232 с.

52.         Общие сведения о промышленных роботах: Учеб. пособие для СПТУ/

Е.М. Канаев, Ю.Г. Козырев, Б.И. Черпаков, В.И. Царенко. М.: Высш. шк., 1987. 46 с.

53.         Основы создания гибких автоматизированных производств / Л.А. Поно- марвнко, Л.В. Адамович, В.Г. Музычук, А.Е. Гридасов; Под ред. Б.Б. Тимофеева. Киев: TexHiKa, 1986. 144 с.

54.         Петров Б.А. Манипуляторы. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984. 238 с.

55.         Подводные роботы / Под ред. B.C. Ястребова. Л.: Судостроение, 1977. 367 с.

56.         Попов Е.Г., Письменный Г.В. Основы робототехники: Введение в специальность: Учеб. пособие для вузов по спец. "Робототехнические системы и комплексы? М.: Высш. шк., 1990. 224 с.

57.         Попов Е.П. Робототехника и гибкие производственные системы. М.: Наука (Гл. ред. физ.-мат. лит.), 1987. 192 с.

58.         Попов Е.П., Ющенко А.С. Роботы и человек. М.; Наука, 1984. 112 с.

59.         Пособие по применению промышленных роботов / Под рвд. Кацухито Нода; Пер. с япон. / Под ред. П.Н. Белянина, В.Ш. Розина, В.Н. Данилевского. М.: Мир, 1975. 451 с.

60.         Проектирование и разработка промышленных роботов / С.С. Аншин, А.В. Бабич, А.Г. Баранов и др.; Под общ. ред. Я.А. Шифрина, П.Н. Белянина. М.: Машиностроение, 1989. 272 с.

61.         Промышленная робототехника / Под ред. Я.А. Шифрина. М.: Машиностроение, 1982. 415 с.

62.         Промышленная робототехника / Л.С. Ямпольский, В.А. Яхимович, Е.Г. Вайсман и др.; Под ред. Л.С. Ямпольского. Киев: Технжа, 1984. 264 с.

63.         Промышленная робототехника и гибкие автоматизированные производства: Опыт разработки и внедрения / Под ред. Е.И. Юревича. Л.: Лен- издат, 1984. 224 с.

64.         Промышленные роботы: Внедрение и эффективность / Пер. с япон.; Асаи К., Кигами С., Кодзима Т. и др. М.: Мир, 1987. 384 с.

65.         Промышленные роботы в действии / Г.И. Хутский, A.M. Титов, Д.А. Своя- тыцкий, Л.М. Щукин. М.: Высш. шк., 1986. 192 с.

66.         Промышленные роботы для миниатюрных изделий / Р.Ю. Баснявичюс, А.А. Иванов, Н.И. Камышный и др.; Под ред. В.Ф. Шаньгина. М.: Машиностроение, 1985. 264 с.

67.         Рапопорт Г.К, Солин Ю.В. Применение промышленных роботов. М.:. Машиностроение, 1985. 272 с.

68.         Решетников М.Т. Робототехника: Учеб. пособие. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1985. 153 с.

69.         Роботизированные производственные комплексы / Ю.Г. Козырев, А.А. Кудинов, Б.Э. Булатов и др.; Под ред. Ю.Г. Козырева, А.А. Кудинова. М.: Машиностроение, 1987. 270 с.

70.         Робототехника 1 Ю.Д. Андрианов, Э.П. Бобриков, В.И. Гончаренко и др.; Под ред. Е.П. Попова, Е.И. Юревича. М.: Машиностроение, 1984. 287 с.

71.         Робототехника и гибкие автоматизированные производства: В 9 кн. Кн. 1; и.М. Макаров. Системные принципы создания гибких автоматизированных производств: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1986. 175 с.

72.         Сбалансированные манипуляторы / И.Л. Владов, В.Н. Данилевский, П.Б. Ионов и др.; Под ред. П.Н. Белянина. М.: Машиностроение, 1988. 263 с.

73.         Сварочные роботы / В. Геттерт, Г. Герден, X. Гюттнер и др.; Под рвд. Г. Гердена; Пер с нем. Г.Н. Клебанова, Д.Г. Тесменицкого. М.: Машиностроение, 1988. 288 с.

74.         Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы./В.Б. Бра- гин, Ю.Г. Войлов, Ю.Д. Жаботинский и др.; Под общ. ред. Е.П. Попова, В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1985. 256с.

75.         Скотт П. Промышленные роботы - переворот в производстве / Сокр. пер. с англ.: Авт. предисловия и научн. ред. Л.И. Волчкевич. М.: Экономика, 1987. 304 с.

76.         Современные промышленные роботы: Каталог / Под ред. Ю.Г. Козырева, Я.А. Шифрина. М.: Машиностроение, 1984. 152 с.

77.         Справочник технолога-машиностроитвля: В 2-х т. Т. 1 / Под рвд. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерикова: 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.

78.         Спыну Г.А. Промышленные роботы: Конструирование и применение/ Под ред. докт. техн. наук В.И. Костюка. Киев: Вища шк. (головное изд-во), 1985. 176 с.

79.         Тимофеев А.В. Роботы и искусственный интеллект. М.: Наука, 1978. 192 с.

80.         Тимофеев А.В,Управление роботами: Учеб. пособие. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1986. 240 с.

81.         Тимофеев А.В, Адаптивные робототехнические комплексы. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988.332 с.

82.         Тимофеев А.Н. Расчет и конструирование несущих конструкций модулей степеней подвижности промышленных роботов: Учеб. пособие. Л.: Изд. ЛПИ, 1982. 80 с.

83.         Тимофеев Ал. Н, Тимофеев Ан.Н, Челпанов И.Б. Оборудование гибких автоматизированных производств механообработки: Учеб. пособие. Л.: Изд. ЛПИ, 1985. 80 с.

84.         Управляющие системы промышленных роботов / Ю.Д. Андрианов, Л.Я. Глейзер, М.Б. Игнатьев и др.; Под общ. ред. И.М. Макарова, В.А. Чига- нова. М.: Машиностроение, 1984. 288 с.

85.         Фу К, Гонсалес Р, Ли К. Рэбототехника: Пер с англ. М.: Мир, 1989. 624 с.

86.         ХантЭ. Искусственный интеллект. М.: Мир, 1978. 500 с.

87.         Хартли Дж. ГСП в действии: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.

88.         Челпанов И.Б, Колпашников С.Н. Схваты промышленных роботов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1989. 287 с.

89.         Черноусько Ф.Л, Болотник Н.Н, Градецкий В.Г. и др. Манипуляционные роботы: Динамика, управление, оптимизация. М.: Наука, 1989. 363 с.

90.         Эйрис Р., Миллер С. Перспективы развития робототехники / Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 328 с. .

91.         Юревич Е.И. Основы робототехники: Учебник для втузов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985. 271 с.

92.         Юревич Е.И., Аветиков Б.Г., Корытко О.Б. и др. Устройство промышленных роботов. Л.: Машиностроение, 1980. 333 с.

93.         Янг Дж. Робототехника / Пер. с англ.; Под ред. М.Б. Игнатьева. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. 304 с.

94.         Engel G. Konsipierung und Auslegung modular aufgebahnter Handhabungs- systeme. Fortschr. Berlin. VDI Z, 1980.

95.         Votmer I und Autorenkollektiv. Industrieroboter. Berlin: VEB Verlag Technik. 1981.