3.3 Расчёт ЗУ промышленного робота

Захватные устройства роботов осуществляют следующие функции: удерживают объект манипулирования во время его транспортировки; ориентирует объект манипулирования; базируют положение объекта манипулирования относительно системы координат манипулятора рабочей зоны оборудования.

В роботах широкое распространение получили захватные устройства (ЗУ) специального назначения, с помощью которых производят захват сравнительно небольшой номенклатуры объектов манипулирования.

Однако у современных роботов имеются устройства смены ЗУ в автоматическом режиме, что обеспечивает работу с достаточно разнообразными объектами манипулирования при относительной простоте и рациональной стоимости конструкции.

ЗУ удерживают объект манипулирования с помощью сил трения, возникающих при воздействии его элементов на объект манипулирования, фиксации объекта манипулирования по имеющимся на нем выступам, отверстиям, штифтам, пазам и другим поверхностям, которые могут быть использованы в качестве баз, а также электромагнитных сил и вакуума.

В большинстве случаев, для уменьшения усилий привода схватов применяют комбинацию кинематического, электромагнитного и вакуумного воздействия с одновременным использованием для фиксации базовых поверхностей объекта манипулирования.

Определение усилия захвата.

Рис.3. - конструктивная схема механического ЗУ.

Усилие захватывания определяют:

где m = 44 (кг) - масса объекта манипулирования;

a - максимальное ускорение центра масс объекта манипулирования, м/с^{2 (}а=2...3g);

K₁ - коэффициент, зависящий от положения заготовки по отношению к губкам ЗУ и направления действия силы тяжести; выбирают по табл.; К₁ = Ѕ;

K₂=1,3...2,0 - коэффициент запаса; большие значения K₂ берут для захватных устройств, в которых отсутствует самоторможение.

Усилие привода определяют из условия равенства элементарных работ, совершаемых приводом и губками ЗУ (рис.2.1).

,

Откуда

;

Величину называют передаточным отношением ЗУ. Его определяют исходя из кинематического анализа ЗУ:

;

Радиус зубчатого колеса определяется из расчета зубчато - реечной передачи на изгиб:

,

где z=17 - число зубьев;

=4,26 - коэффициент формы зуба;

- коэффициент ширины венца;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

МПа - допустимое напряжение при расчете зубьев на изгибную прочность (сталь 40XH, термообработка поверхностная токами высокой частоты), тогда

(мм).

Принимаем m=4 (мм), тогда

(мм);

(Н);

Площадь поршня гидроцилиндра (давление p=0,4 (МПа)).

(мм).

Принимаем: d_п=80 (мм).