Автоматизация изготовления детали
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/с2 (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: dп=80 (мм).