Проектирование манипулятора промышленного робота
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Содержание пояснительной записки
1. Кинематическая схема манипулятора
. Описание последовательности движений звеньев манипулятора в соответствии с технологической операцией
. Форма, размеры и расположение рабочей зоны
. Упрощенная конструкция манипулятора со связанными системами координат
. Уравнения кинематики манипулятора для каждой точки позиционирования
. Принципиальная электрическая схема устройства управления
. Документ Electronics Workbench
. Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной правосторонней системе координат
1.Кинематическая схема манипулятора
Два сочлененных звена образуют элементарную составляющую механизма - кинематическую пару. Последовательность попарно связанных звеньев составляют кинематическую цепь. Кинематическая цепь может быть разомкнутой или замкнутой. Звенья и сочленения манипулятора нумеруются по возрастанию от основания к рабочему органу. Нулевое звено соединено с неподвижным основанием, а к последнему звену прикреплен рабочий орган. Каждое сочленение перемещает соответствующее звено, поэтому у нумерации i-тому звену предшествует i-тое сочленение. Звенья манипулятора участвуют в относительном движении, в результате которого достигается определенное положение и ориентация рабочего органа. Перемещение звеньев в пространстве осуществляется при помощи приводов, расположенных, как правило, в сочленениях. Каждая пара, состоящая из звена и сочленения, имеет одну степень свободы, следовательно, манипулятор с n парами звено-сочленение имеет n степеней свободы. Таким образом, манипуляторы могут различаться последовательностями и комбинациями вращательных и поступательных сочленений, то есть кинематическими схемами, которые определяют характер основных движений и рабочие зоны манипулятора.
Кинематическая схема манипулятора представляет собой последовательность и комбинации вращательных и поступательных сочленений.
В техническом задании на курсовой проект предложен следующий индекс подвижности манипулятора
ПX - ВY - ПZ.
Эта запись на механическом уровне интерпретируется следующим образом:
ПX - поступательное движение по оси X (1-е звено)
ВY - вращательное движение вокруг оси Y (2-е звено)
ПZ - поступательное движение по оси Z (3-е звено)
Кинематическая схема, соответствующая индексу подвижности ПX - Вy - ПZ представлена на рис. 1:
Рис. 1 Кинематическая схема манипулятора
2.Описание последовательности движений звеньев манипулятора в соответствии с технологической операцией
В задании на курсовой проект задана технологическая операция - сверление.
Сверление отверстий выполняется сверлом, установленным в электрическую дрель, которая прикрепляется к последнему звену манипулятора. Для выполнения операции сверления необходимо расположить дрель над предполагаемой точкой сверления и направить дрель к объекту. При сближении сверла с объектом срабатывает датчик обнаружения объекта и формируется команда включения дрели. Соприкасаясь с объектом, манипулятор перемещает вращающееся сверло внутрь объекта. По окончании сверления производится вывод сверла из отверстия, после чего дрель выключается и манипулятор перемещает рабочий орган в другую точку.
Используя приведённое описание операции сверления, кинематическую схему (рис. 1) и рабочую зону (рис. 2) можем описать последовательность движений звеньев манипулятора:
Изначально манипулятор находится в точке 1.
1)Вращательное движение звена вокруг оси Y на 90 приводит к перемещению рабочего органа в точку 1?.
2)Обратное вращательное движение звена вокруг оси Y на 90 приводит к перемещению рабочего органа в точку 1.
)Поступательное перемещение третьего звена вдоль оси Z приводит к перемещению рабочего органа в точку 2.
)Вращательное движение звена вокруг оси Y на 90 приводит к перемещению рабочего органа в точку 2?.
)Обратное вращательное движение звена вокруг оси Y на 90 приводит к перемещению рабочего органа в точку 2.
)Поступательное перемещение первого звена вдоль оси X приводит к перемещению рабочего органа в точку 3.
)Вращательное движение звена вокруг оси Y на 90 приводит к перемещению рабочего органа в точку 3?.
)Обратное вращательное движение звена вокруг оси Y на 90 приводит к перемещению рабочего органа в точку 3.
)Обратное перемещение первого звена вдоль оси X приводит к перемещению рабочего органа в точку 2.
)Обратное перемещение рабочего органа вдоль оси Z приводит к перемещению рабочего органа в начальную точку 1.
3.Форма, размеры и расположение рабочей зоны
Рабочая зона представляет собой точки пространства, которые достигаются рабочим органом. Форма рабочей зоны определяется кинематической схемой манипулятора, а её размеры - размерами звеньев манипулятора и размерами приводов.
Определяем размеры приводов манипулятора. В качестве привода в манипуляторе используется цилиндр двустороннего действия, который обеспечивает поступательное перемещение поршня в одном из двух противоположных направлений. Цилиндр и поршень естественным образом составляют кинематическую пару, элементы которой соединены поступательным сочленением. В пневматическом приводе движущее усилие создается воздухом нагнетаемым под давлением. Воздух заставляет поршень двигаться прямолинейно относительно цилинд