 |
Основные требования при разработке конструкций ПР агрегатно-модульного типа.
|
|
|
|
Одним из важных требований агрегатно-модульного построения ПР является требование конструктивного формирования отдельных элементов по функциональном признаку. В этой связи агрегатные узлы должны быть по возможности законченными и конструктивно независимыми элементами, то есть модулями.
В составе гаммы агрегатных узлов исполнительной системы необходимо предусматривать унифицированный ряд базовых кинематических модулей. В данном случае под кинематическим модулем понимается агрегатный узел, включающий привод, устройство управления и клемные разъемы для подвода питания и соединения с устройством управления более высокого уровня.
Конструкции узлов должны удовлетворять требованиям динамики, прочности и жесткости в пределах отдельных типоразмеров, установленные соответствующими нормативами. Модули ПР должны обеспечивать взаимную компоновку в различных сочетаниях и положениях, а их монтаж должен быть простым и надежным. Стыковочные элементы узлов однотипного назначения должны быть унифицированы.
Конкретные модификации ПР построенные из модулей должны удовлетворять следующим требованиям:
1) конструктивно-технологические параметры ПР (грузоподъемность, скорость перемещения рабочего органа, погрешность позиционирования и т.д.) должны соответствовать его функциональному назначению и требованиям конкретного технологического процесса.
2) структурная схема ПР и его компоновка должны обеспечивать минимальный объем манипуляционных действий для обслуживания конкретной модели основного технологического оборудования или для выполнения определенных технологических операций.
3) число степеней подвижности ПР должно быть минимальным, но достаточным для выполнения требуемых манипуляционных действий, а система управления должна максимально (но без избыточности) соответствовать требованиям конкретных технологических задач.
|
|
|
4) объем операций, выполняемых ПР, и темп их исполнения в сочетании с суммой затрат на внедрение ПР должны обеспечивать технико-экономическую эффективность применения ПР.
С переходом к модульному построению ПР следование какому-либо ряду грузоподъемности становится затруднительным, т.к. грузоподъемность зависит от массы его узлов, их типа, длины ходов, набора рабочих движений и т.д. Кроме того, модули имеют возможность установки в различных сочетаниях и положениях, что также оказывает влияние на грузоподъемность. Поэтому номинальная грузоподъемность, характеризующая гамму модульных ПР, регламентируется лишь для базовых моделей и наиболее характерных конфигураций.
Выбор ряда по грузоподъемности для специализированных модульных роботов осуществляется на основе следующих соображений. Анализ распределения номенклатуры металлорежущих станков по весовым характеристикам обрабатываемой детали показал, что станки, обрабатывающие детали весом до 10 кг составляют не более 6%, а детали весом более 160 кг составляет не более 12%. Поэтому целесообразно ограничить ряд по грузоподъемности: 10, 20, 40, 80, 160 кг.
Вместе с тем опыт проектирования ПР свидетельствует о том, что в ПР грузоподъемностью 20 кг используются те же конструктивные решения, что и для ПР грузоподъемностью 10 кг. То же самое относится и для ПР грузоподъемностью 40 и 80 кг. Поэтому ряд грузоподъемности для специальных модульных ПР можно ограничить 3-я значениями: 10, 40 и 160 кг. Такое ограничение позволит значительно сократить число типоразмеров модулей.
Скорости и перемещения исполнительных органов регламентируются в пределах отдельной группы роботов, построенных, как правило, на основе какой-либо базовой модели.
|
|
|
Анализ конструкций модульных роботов показывает, что значения перемещений, как правило, кратны 50 или 100 мм.
Конструкции стыковочных элементов и присоединительные элементы узлов.
В существующих конструкциях модульных ПР используются 2 вида соединений: клеммовое и винтовое. Клеммовое применяется, как правило, в ПР с малой грузоподъемностью. При соединении винтами предусматривают базовые плоскости и крепежные отверстия.
Захватные устройства нормализуются по грузоподъемности, наибольшему размеру схватываемой поверхности, конструкции и размерам крепления к руке робота.
Системы автоматизированного проектирования. Основные понятия и определения.(Состав рынка САПР)
САПР. Сокращение, обозначающее комплекс программно-аппаратных средств автоматизации проектных конструкторско-технологических, а также производственных работ.
САПР высшего уровня – системы высшего уровня закрывают собой практически все области проектирования: от разработки изделий и оснастки до проведения инженерных расчетов и изготовления. В настоящее время наиболее полно всем требования, предъявляемым к интегрированным САПР высшего уровня отвечает система Unigraphics. Условный ценовой диапазон этих систем: от $20000.
САПР низшего уровня – системы низшего уровня, так называемые «чертилки» или «электронные кульманы», позволяют автоматизировать выпуск конструкторской чертежной документации. Ярчайшими представителями современных САПР данной категории являются AutoCAD LT (без возможностей построения трехмерных моделей), Т-Flex CAD 2D и другие. Условный ценовой диапазон этих систем: до $5000.
САПР среднего уровня – системы среднего уровня позволяют кроме этого строить трехмерные параметрические модели деталей и сборок, обладают возможностями создания кинематических движений и т.п. Представителями САПР этой категории являются Solid Edge, Т-Flex CAD 3D и др. В настоящее время системы среднего уровня очень популярны и поэтому быстро развиваются, приближаясь по своим возможностям к САПР высшего уровня. Условный ценовой диапазон этих систем: до $15000.
Четыре основных концепции:
1) CAD (Computer Aided Design) – общепринятое международное обозначение системы для разработки моделей и чертежей с использованием компьютера.
|
|
|
2) CAE (Computer Aided Engineering) - общепринятое международное обозначение системы для проведения различных видов инженерных расчётов.
3) CAM (Computer Aided Manufacturing) - для автоматической, автоматизированной разработки программ обработки на станках с ЧПУ.
4) PDM (Product Data Management) - система для хранения разграничения доступа к нему и управления всеми данными об изделиях и корпоративных процессах, что позволяет обеспечивать чёткое и безопасное манипулирование всеми данными проектов, которые могут быть представлены в различном электронном виде. Позволяет организовать одновременную работу.
Ассоциативная связь - при проектировании поверхностей и сборок в современных САПР имеется возможность определить влияние одних элементов на другие. При этом обозначив один раз такую зависимость пользователь получает возможность автоматического изменения параметров.
ЖЦИ (жизненный цикл изделия) – сокращение, обозначающее все этапы «жизни» продукции. Включает этапы дизайнерской задумки, конструкторской и технологической подготовки производства, изготовления, обслуживания, утилизации и т.п.
Математическая модель (ММ) – представление изделия в целом и/или отдельных его элементов в виде математических зависимостей, описывающих геометрию его поверхностей и другие физические параметры. ММ изделия позволяет проводить инженерные анализы, разрабатывать программы для обработки на станках с ЧПУ, визуализировать поверхности и т.д.
Модульная структура – структура программного обеспечения, обеспечивающая работу специализированных модулей, решающих определенную задачу проектирования (например, оформление чертежей, создание сборок, построение сложных поверхностей, проведение инженерных расчетов и т.д.) в единой программной оболочке.
|
|
|
