Анализ движения робота-манипулятора и определение время цикла его работы

Исходные данные на выполнение расчетно-графической работы

 

Схема №3

 

Вариант №3

 

L₁ = 1,3 м

L₂ = 0,6 м

S₁ = 0,3 - 0,3 sin ((π/24)t) м

S₂ = 1 - 0,4cos ((π/24)t) м

φ₁ = (π/8)t = 0,39t рад

 

Введение

 

Промышленный робот - автоматическая машина состоящая из манипулятора и устройства программного управления его движением, предназначенное для замены человека при выполнении основных и вспомогательных операций в производственных процессах.

Манипулятор - совокупность пространственного рычажного механизма и системы приводов, осуществляет под управлением программного автоматического устройства или человеко-оператора манипуляции которого аналогичны действиям руки человека.

Назначение и область применения:

Промышленный робот(ПР) предназначен для замены человека в процессе промышленного производства. При этом решается важная социальная задача - освобождение человека от работ связанных с опасностями для здоровья или с тяжелым физическим трудом, а также от простых монотонных операций, натребует высокой квалификации.

Гибкие автоматизированные производства созданные на базе ПР позволяют решать задачи автоматизации на предприятиях с широкой номенклатурой продукции при мелкосерийном и штучном производстве.

Манипулятор ПР по своему функциональному назначению должен обеспечивать движение выходного звена, закрепленного в нем объекта, манипулирования в пространстве, по заданной траектории и с заданной ориентацией.

 

Структурная схема механизма робота-манипулятора в пространстве

 

Изображение механизма робота-манипулятора в пространстве строится под углом Ф=10º

 

 

Структурный анализ механизма робота-манипулятора

 

 

В этой системе звено 1 может вращаться относительно звена 0 - относительное угловое перемещение Ф. Звено 2 перемещается в горизонтальной плоскости относительно звена 1 - относительное линейное перемещение S₂₁ Звено 3 перемещается по вертикали относительно звена 2 - относительное линейное перемещение S₃₂.

Определение степени подвижности механизма робота-манипулятора

 

Характеристика кинематических пар:

А₀₁ - вращательное, одноподвижное, 5 класса

В₁₂ - поступательное, одноподвижное, 5 класса

С₂₃ - поступательное, одноподвижное, 5 класса

Количество степеней свободы механизма определяется по формуле:

 

W = 6n - 5p₅ [1.1 стр. 55]

W = 6*3 - 5*3 = 3

Определение манёвренности механизма робота-манипулятора

 

Маневренность манипулятора определяется как число степеней свободы механизма при неподвижном, фиксированном положении схвата.

Для данного механизма манёвренность m = 0, поскольку к заданной точке рабочего объёма Е, в заданном направлении СЕ, схват может подойти только при одном единственном положении звеньев 1, 2

 

Уравнение движения точки D схвата в декартовых координатах

 

Уравнения составляются из схемы механизма в пространстве

 

X_D=(S₂+L₂) ∙cos φ_1D=(S₂+L₂) ∙cos φ₁ [1.2 стр.60]_D=S₁ - L₁

 

 

Поскольку координаты точки D зависят от времени, то система примет следующий вид:

 

X_D=(S₂(t)+L₂) ∙cos φ₁(t)

Y_D=(S₂(t)+L₂) ∙sin φ₁(t) [1.3 стр.60]

Z_D=S₁(t) - L₁

 

Анализ движения робота-манипулятора и определение время цикла его работы

 

Поворот вокруг оси Z (изменение φ₁) осуществляется равномерно, так как первая производная от угла поворота постоянная величина

 

φ₁’ = (0,39t)’ = const

 

Полный оборот совершается за время Т₁=2π /(π/8)=16 с

Вертикальное движение (изменение S₁) циклично и осуществляется по закону синуса с периодом Т₂:

 

S₁ = 0,3 - 0,3 sin ((π/24)t)

Т₂ = (2π)/(π/24) = 48 (сек)

Горизонтальное движение (изменение S₂) циклично и осуществляется по закону косинуса с периодом Т₃:

 

S₂ = 1 - 0,4cos ((π/24)t)

Т₃ = (2π)/(π/24) = 48 (сек)

 

Общее время цикла Т определяется как наименьшее общее кратное Т₁, Т₂, Т₃:

Т = 48 сек

Движение рассматриваемого производственного робота циклично и повторяется через каждые 48 секунды.

робот манипулятор подвижность механизм

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: