Исследование рабочей зоны робота типа "Версатран" с 4-степенями подвижности
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Исследование рабочей зоны робота типа "Версатран" с 4-степенями подвижности
Введение
Для воспроизведения двигательных функций человека в процессе трудовой деятельности созданы манипуляторы - многозвенные механизмы с управляемыми приводами на каждом звене. Манипуляторы разделяются на биотехнические и автоматические. Биотехнические манипуляторы управляются оператором дистанционного или непосредственно в результате перемещения рабочего органа манипулятора.
В автоматических манипуляторах рабочие функции выполняются без участия человека.
Промышленный робот - это автоматический манипулятор промышленного применения, имеющий систему программного управления, обеспечивающую быструю переналадку для выполнения задач, различающихся последовательностью и характером манипуляционных действий.
В роботизированных технологических комплексах ПР выполняют функции восприятия внешней среды, принятия решений и выполнения манипуляционных действий.
Манипуляторы ПР характеризуются грузоподъемностью, объемом рабочей зоны, числом звеньев, погрешностью позиционирования, системой координат, конструктивной и компоновочной схемой, типом системы управления.
Первые промышленные роботы появились в США сравнительно недавно, в 1962 г. Это были роботы типов Версатран, Юнимейт, Универсал, Циклон, оснащенные устройствами ЧПУ позиционного типа. Первые ПР были манипуляционными и использовались для обслуживания прессов, штампов, нагревательных печей и другого технологического оборудования в цехах с вредными условиями труда. Наибольшее распространение получили манипуляционные роботы грузоподъемностью до 20 кг с цикловым двухпозиционным управлением.
Планирование обработки информации действий манипуляционного робота - один из важнейших путей, который повышает эффективность работы всей системы управления манипуляционного робота. Оно включает определение последовательности этапов с преобразованием модели внешней среды робота, обеспечение мультипроцессорного режима обработки данных, планирование последовательности опроса систем очувствления как перед началом выполнения роботом технологических операций, так и в ходе ее выполнения с указанием приоритета каждой из операций.
робот версатран серводвигатель кинематика
1.Кинематическое исследование робота
1.1 Определение численных значений параметров q, S, a и a кинематической пары и составление таблицы кинематических пар
В основу получения математической модели кинематики робота положим специальные системы координат и преобразования Денавита-Хартенберга [1].
Введем необходимые обозначения кинематических звеньев и пар робота (рис. 1) в соответствии с правилами, предложенными Денавитом и Хартенбергом. Неподвижному звену присвоим нулевой номер, первому подвижному звену, соединенному со стойкой, номер 1 и далее по порядку до пятого оконечного подвижного звена, на котором закреплен схват.
Рис. 1. Кинематическая схема робота типа Версатран
Кинематические пары обозначим символом Ai, у которого нижний индекс i равен меньшему из номеров звеньев, образующих данную кинематическую пару. Таким образом, индекс i, связанный с кинематическими парами, будет принимать значения от 0 до 3.
Важным в методологии Денавита-Хартенберга является выбор расположения осей Zi и Xi специальных систем координат и их начала Oi (i = 0,тАж 4). Ось Yi назначается так, чтобы система координат была правой.
Оси Zi (i=1,2,4) должны быть направлены по осям вращения кинематических пар (рис. 3).Ось Z3 направлена по направляющей кинематической пары А2. Начало координат O0 инерциальной (базовой) системы координат расположим на оси Z0 в основании манипулятора (рис. 1). Так как ось Z1 пересекается с осью Z0, а ось Z1 - с осями Z2,3,4, то начала координат O0 и O1, O2, O3, O4 необходимо расположить в точках пересечения названных осей координат (рис. 1). Оси X1 и X2 X3 X4 направляются перпендикулярно плоскостям, образуемым соответственно осями Z0, Z1 и осями Z2, Z3, Z4. Введенные системы координат позволяют определять положения четырех подвижных звеньев в неподвижной инерциальной системе координат O0X0Y0Z0.
Систему координат O4X4Y4Z4, связанную с четвертым подвижным звеном и определяющую положение схвата в инерциальной системе координат, следует расположить на этом звене особым образом. Начало координат O5 поместим в центр (в характерную точку) схвата (рис. 1), ось X4 направим перпендикулярно оси Z3, так чтобы она лежала в плоскости, образованной осью Z3 и характерной точкой схвата. Ось Z4 расположим параллельно оси Z3 и сонаправлено с ней.
В основу методики Денавита-Хартенберга положено определение положения i-й системы координат в (i-1) - й (i=1,тАж, 4) с использованием четырех параметров, а именно, с помощью:
) угла ?i поворота (i-1) - ой системы координат вокруг оси Zi до совпадения направлений осей Xi-1 и Xi;
) перемещения на величину Si (i-1) - ой системы координат по оси Zi до совпадения осей Xi-1 и Xi;
) перемещения на величину ai (i-1) - ой системы координат по оси Xi до совпадения начал координат (i-1) - ой и i-ой системы координат;
) угла ?i поворота (i-1) - ой системы координат вокруг оси Xi до совпадения направлений осей Zi и Zi-1.
Значения этих постоянных параметров зависят, во-первых, от конкретной конструкции робота, а во-вторых, от принятого р