Введение 4
1 Промышленные роботы и манипуляторы 6
1.1 Классификация роботов 6
1.2 Механизмы роботов и манипуляторов 7
2 Захватные устройства промышленных роботов 9
2.1 Классы захватных устройств 9
2.2 Принцип действия механических захватных устройств 14
2.3 Кинематические схемы захватных устройств 15
3 Выбор кинематической схемы захватного устройства 18
3.1 Постановка задачи 18
3.2 Структурный анализ и классификация механизма по Ассуру 20
4 Кинематический анализ захватного устройства 22
4.1 Графоаналитический метод определения положений,
скоростей и ускорений звеньев захватного устройства 22
4.1.1 Построение планов положений механизма 22
4.1.2 Построение планов скоростей механизма 25
4.1.3 Построение планов ускорений механизма 28
5 Силовой анализ механического захватного устройства 32
5.1 Постановка задачи 32
5.2 Основные этапы решения задачи о силовом расчете ЗУ 34
5.3 Решение задачи силового расчета
ползунно-коромыслового механизма 35
5.3.1 Силовой расчет группы Ассура 2-3
5.3.2 Силовой расчет ведущего звена 39
5.4 Исследование зависимости уравновешивающей силы
от ускорения схвата 42
6 Анализ динамических усилий захвата и выбор типа привода 51
6.1 Выбор пневмопривода 51
6.1.1 Характеристики пневмопривода 52
6.2 Трехмерная модель захватного устройства в SolidWorks 54
6.3 Выбор и моделирование пневматической системы 60
Выводы 65
Список использованной литературы 66
Приложение А Планы положений, скоростей и ускорений
механизма 68
Приложение Б План сил 69
Приложение В Однорядный радиальный шарикоподшипник
61800-2RS 70
Приложение Г ПНЕВМОЦИЛИНДР МАЛОГАБАРИТНЫЙ ПНЦ-С 71
В настоящее время, манипуляционные роботы с захватными устройствами различного типа находят широкое применение при решении производственных, транспортных, сервисных и иных задач, частично или полностью заменяя труд человека. Таким образом, определение основных показателей и требований к захватным устройствам промышленных роботов является актуальной научно-практической задачей.
Обеспечение способности промышленных роботов качественно выполнять задачи захвата объектов, удержания объектов с различными формами поверхностей при создании технологически необходимого удерживающего усилия, обусловливает потребность в проведении регулярных исследований, касающихся выбора схемы и методик расчета параметров захватных устройств роботов.
В связи с этим тема диссертации, посвященная исследованию задач проектирования и расчета механического захватного устройства промышленного робота, представляется актуальной.
Объект исследования.
Объектом исследования является механическое захватное устройство как рабочий орган промышленного робота.
Предмет исследования.
Предметом исследования является способность механического захватного устройства удерживать объекты манипулирования сферической и цилиндрической формы весом до 10 кг при создании технологически необходимого удерживающего усилия захвата, с учетом его геометрических размеров.
Цель работы.
Целью магистерской диссертации является исследование рычажного механического захватного устройства робота и применение методики расчета и проектирования захвата.
Основные задачи работы.
1. Структурный анализ механического схвата.
2. Кинематический анализ схвата: планы положений, скоростей и ускорений механизма.
3. Силовой анализ схвата.
4. Расчет параметров пневмоцилиндра привода. Выбор привода.
5. Моделирование захватного устройства в САПР «SolidWorks 2020».
1. Кинематическая структура захвата для максимальной нагрузки 10 кг была разработана с учетом его физических характеристик.
2. План положения, скоростей, ускорений и сил при различных ускорениях был разработан в AutoCAD.
3. Был выбран тип привода, подходящий для захвата.
4. Прототип захвата для максимальной нагрузки 10 кг был спроектирован в SolidWorks.
5. При выборе пневматических компонентов пневматического привода использовалась программа "Pneumatic Model Selection Program Ver4.0- system Characteristic Calculation-Standard cylinder circuit".
