Расчёт промышленного робота-манипулятора
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Министерство образования науки и техники Российской Федерации
Волжский университет имени В. И. Татищева (Институт)
Кафедра Управление качеством в образовательных
и производственных системах
Расчётно-графическая работа
По дисциплине: Основы мехатроники
Тема: Расчёт промышленного робота-манипулятора
Вариант: №3
Выполнил
Студент: Солкин А.Ю
Группы: ИМ - 311
Проверил
Преподаватель: Горшков Б. М.
Тольятти 2008г.
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 ((?/24)t) м
S2 = 1 - 0,4cos ((?/24)t) м
?1 = (?/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.
1. Структурная схема механизма робота-манипулятора в пространстве
Изображение механизма робота-манипулятора в пространстве строится под углом Ф=10
2. 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
5. Уравнение движения точки D схвата в декартовых координатах
Уравнения составляются из схемы механизма в пространстве
XD=(S2+L2) •cos ?1D=(S2+L2) •cos ?1 [1.2 стр.60]D=S1 - L1
Поскольку координаты точки D зависят от времени, то система примет следующий вид:
XD=(S2(t)+L2) •cos ?1(t)
YD=(S2(t)+L2) •sin ?1(t) [1.3 стр.60]
ZD=S1(t) - L1
6. Анализ движения робота-манипулятора и определение время цикла его работы
Поворот вокруг оси Z (изменение ?1) осуществляется равномерно, так как первая производная от угла поворота постоянная величина
?1 = (0,39t) = const
Полный оборот совершается за время Т1=2? /(?/8)=16 с
Вертикальное движение (изменение S1) циклично и осуществляется по закону синуса с периодом Т2:
S1 = 0,3 - 0,3 sin ((?/24)t)
Т2 = (2?)/(?/24) = 48 (сек)
Горизонтальное движение (изменение S2) циклично и осуществляется по закону косинуса с периодом Т3:
S2 = 1 - 0,4cos ((?/24)t)
Т3 = (2?)/(?/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
7. Определение скоростей и ускорений точки D
Скорость есть первая производная от каждого уравнения системы, определяющей положение точки D в пространстве в произвольный момент времени
Общая скорость точки D определяется из уравнения
Ускорение есть вторая производная от каждого уравнения системы, определяющей положение точки D в пространстве в произвольный момент времени
Общее ускорение точки D определяется из уравнения:
8. Расчёт и построение зависимостей перемещений, скорости, ускорения точки D от времени для одного цикла
Расчёт и построение зависимостей перемещений, скорости и ускорения точки D в завис