|
|
Общая компоновка манипулятора,
или его конфигурации, зависит, в первую очередь, от вида базовой системы
координат (см. 3.2) и во многом определяет его технологические возможности.
манипуляторы, работающие в прямоугольной базовой системе
координат, имеющие одинаковое структурное построение П 1 П 1 П, но
скомпонованные несколько различным образом.
Первый из них относится к типу напольных и устанавливается
сбоку от обслуживаемого объекта. Удлиненное основание (0) позволяет
перемещать каретку (К1) на значительное расстояние (до 1-1,5 м и более) в направлении степени подвижности 1, что существенно увеличивает размеры рабочей зоны.
Вдоль стойки (С), жестко установленной на К1, поступательно по степени
подвижности П перемещается каретка (К2). В свою очередь, по ее направляющим
горизонтально в направлении Ш передвигается "рука" (Р) с рабочим
органом (РО). Напольные манипуляторы такого типа широко используются для
обслуживания технологического оборудования и сварочных работ.
В другой схеме ( 5.9,6) в качестве основания использован
четырехстоечный портал (П), что определило и название - портальный
манипулятор (или манипулятор портального типа). Значительные- длина (4-5 м и более) и высота (до 2-3 м) портала позволяют разместить под ним обширную рабочую зону.
Переносные движения в горизонтальных направлениях I и П осуществляются
соответственно кареткам, а вертикальное движение рабочего органа по степени
подвижности Ш - "рукой". Иногда для повышения производительности и
улучшения функциональных качеств на общем портале располагают по две и более
каретки (К1). Манипуляторы портального типа нашли широкое применение для
сварочных и сборочных работ. Важным достоинством манипуляторов, работающих в
прямоугольной базовой системе координат, является одинаковая точность
позиционирования рабочего органа в любой точке рабочей зоны.
основные компоновочные схемы манипуляторов, работающих в
цилиндрической базовой системе координат, но имеющих различное структурное
построение, а следовательно, различающихся по конструктивному исполнению.
Достоинство таких манипуляторов в относительно малой занимаемой площади и
одинаковой (неизменной) точности позиционирования рабочего органа в любой точке
рабочей зоны по двум степеням подвижности - П и KL
Первый из манипуляторов ( 5.10, а) со структурной схемой В
II П 1 П снабжен вращающейся в направлении степени подвижности I платформой
(Пл), которая опирается на подшипники основания (О) и несет на себе стойку
(С). Вдоль стойки в направлении степени подвижности П перемещается каретка
(К), в направляющих которой может передвигаться по степени подвижности
ЛГрука" (Р) с рабочим органом (РО). Манипулятор отличается значительной
величиной вертикального перемещения каретки (500-1000 мм), что повышает его функциональные возможности. К недостатку манипулятора следует отнести
повышенный размер верхней части стойки. Промышленные роботы, выполненные в
этой схеме, находят широкое применение как для обслуживания технологического
оборудования, так и выполнения основных технологических процессов сварки и
окраски.
Другой манипулятор со структурной схемой П II В ± П, оснащен
кареткой, перемещающейся вертикально по степени подвижности I в направляющих
основания. На каретке установлена вращающаяся по степени подвижности П
колонна (Кл), в направляющих верхней части которой по степени подвижности Ш
перемещается "рука" с рабочим органом. Манипулятор имеет
относительно малую (100-400 мм) величину вертикального перемещения, поэтому
возможности его применения по сравнению с предыдущей схемой более ограничены.
К достоинству манипулятора следует отнести небольшие габаритные размеры его
верхней части. Промышленные роботы такого типа часто изготавливаются с двумя
"руками", которые закрепляются на общей колонне в одной
горизонтальной плоскости, располагая их продольные оси параллельно либо под
небольшим углом. Манипуляторы такого типа широко используются для выполнения
несложных загру- зочно-разгрузочных операций, например, при обслуживании
кузнечно- прессового и штамповочного оборудования.
напольные манипуляторы, один из которых работает в
сферической ( 5.11,а), а другой - в угловой, или ангу- лярной, сферической
системе координат ( 5.11,6). Каждый из них имеет массивное основание (О), на
котором установлена вращающаяся в направлении степени подвижности I платформа
(Пл).
В конструкции манипулятора, работающего в сферической
системе координат, со структурной схемой В 1 В 1 П предусмотрен блок (Б) углового
перемещения, обеспечивающий качание в вертикальной плоскости по степени
подвижности П направляющей (Н), в которой по степени подвижности Ш
перемещается "рука" (Р) с рабочим органом (РО). Такой манипулятор
отличается малым размером по высоте, однако, благодаря наличию вращательной
степени подвижности (качание "руки"), может обслуживать рабочую
зону значительной высоты, что расширяет область применения манипулятора, делает
его универсальным, позволяет применять для таких сложных технологических
процессов, как сварка и сборка.
У манипулятора, работающего в угловой системе координат,
со структурной схемой В 1 В II В все три переносные степени подвижности -
вращательные, а "рука" - двухзвенная. Первое звено "руки"
(Р1) установлено в кронштейнах платформы с возможностью вращательного
движения в направлении степени подвижности Л, второе - (Р2) соединяется с
первым звеном также с помощью вращательной кинематической пары и
поворачивается по степени подвижности Ш. "Рука" завершается рабочим
органом. Подобная схема, являясь наиболее универсальной, позволяет
манипулятору обслуживать наибольшую рабочую зону при высокой собственной
компактности, однако вызывает трудности при управлении. Манипуляторы с
двухзвенной "рукой" широко применяются для выполнения наиболее
сложных технологических процессов: точечной и контурной сварки, окраски, сборки.
Кроме рассмотренных основных компоновочных схем
манипуляторов имеется и ряд других менее распространенных, но применяемых в
робототехнике и описанных в литературе, ссылки на которую приводятся в конце
главы.
|