Расчет захватного устройства и разработка конструкции его размещения на руке промышленного робота

7. Расчет захватного устройства и разработка конструкции его размещения на руке промышленного робота

Для разработки чертежа захватного устройства необходимо произвести расчет захватного устройства. Вследствие того, что заготовки до и после обработки на станке имеют разные массу и конфигурацию, расчет необходимо производить для каждого этапа обработки, что является трудоемким и длительным процессом. Поэтому в данном случае мы произведем расчет для заготовок, которые еще не прошли токарную обработку (которые загружают с транспортера накопителя), но все неточности и погрешности мы учтем при введении коэффициента, учитывающего увеличение нагрузки Кд.

Расчет захватного устройства произведем в четыре этапа, используя данные [1], [7].

Произведем расчет и реакций в губках.

Определим точку центра тяжести для каждой заготовки по формуле:

, (7.1)

где с_i – точка центра тяжести простой фигуры,

m_i – масса простой фигуры,

n – количество простых фигур, на которые разбита заготовка.

Данные занесем в таблицу 7.1.

Определим точки приложения сил и реакции в губках для каждой детали (Рис.7.1): точки приложения сил и реакции в губках

Рис.7.1

Рассчитаем нагрузки и реакции в губках по формулам:

, (7.2)

где l= – ширина губок,

с – расстояние от центра тяжести заготовки до ближайшей реакции,

Q – вес заготовки (mg).

Данные занесем в таблицу 7.1.

Рассчитаем силы воздействия губок на деталь.

Составим схему сил, действующих на деталь (Рис.7.2)

Схема действующих на деталь сил

Рис.7.2

Рассчитаем силы воздействия губок на деталь по формуле:

 , (7.3)

где φ_i – угол между проекцией на плоскость и силой N_i,

k_тр=0,14 – коэффициент трения между губками и заготовкой.

Данные занесем в таблицу 7.1.

Рассчитаем усилия привода.

Определим моменты и силы привода захватного устройства (Рис.7.3).

Схема захватного устройства

Рис.7.3

, (7.4)

где η=0,95 – КПД,

β=8º – угол клина,

ρ=1º10' – приведенный угол трения на подшипниках качения,

k – количество губок захватного устройства,

М_k – момент сил на губке,

, (7.5)

где a_i=, c_i=, – конструктивные параметры захватного устройства.

Для исключения потери жесткости крепления детали в захватном устройстве от влияния динамических нагрузок усилие на приводе увеличим, умножая на коэффициент К_д=4. Данные занесем в таблицу 7.1.

Определим конструктивные параметры привода и захватного устройства в целом. В зависимости от сил зажима детали губками и силы привода, полученных в результате расчетов, назначаем конструктивные параметры захватного устройства с приводом. Определим диаметр поршня и диаметр штока. Данные занесем в таблицу 7.1.

Крепление захватного устройства к руке робота будет происходить посредством резьбового соединения М24.

Таблица 7.1

Параметры захватного устройства

	Вставка	Палец	Ось сателлита
Точка центра тяжести	38,25	58	66,5
Вес заготовки	1,3	1,06	2,0
Реакции в губках	6,5	5,8	10
Сила воздействия губок	5,2	4,6	8,0
Момент сил на губке	825	708	1269
Сила привода	60	72	92
Диаметр поршня	40	40	40
Диаметр штока	20	20	20

8. Компоновка средств автоматизации загрузки и транспортной системы совместно с используемым токарным оборудованием

На основе полученных результатов проделанной работы, используя [6], [7], подготавливаем общий вид робототехнического комплекса.

На чертеже общего вида покажем вид в плане РТК, а также дополнительно виды и сечения для пояснения чертежа (см. приложение). Также на чертеже общего вида показываем циклограмму последовательности выполнения перемещений захватного устройства в процессе загрузки, разгрузки и транспортирования заготовок.

Транспортер-накопитель размещаем перед станком слева так, чтоб ось заготовки, находившейся на транспортере-накопителе и ожидавшей обработки, была параллельна оси обрабатываемой заготовки. Промышленный робот размещаем перпендикулярно оси обрабатываемой заготовки. Это дает нам следующие преимущества. Благодаря такой компоновке, занимаемая площадь оборудованием уменьшается (компактное расположение), а также увеличивается количество технологического оборудования, которое может обслужить промышленный робот, если оно будет компоноваться аналогично. Вследствие параллельности осей обрабатываемой и ожидающей обработки заготовок, исключаются лишние движения, которые необходимо совершить роботу, чтоб придать вновь обрабатываемой заготовки требуемое положение в пространстве. А это упрощает программу робота и ее изготовление. Также при такой компоновке обеспечиваются условия соблюдения техники безопасности, удобства обслуживания и эксплуатации оборудования, т.е. доступность оператора и наладчика узлов станка и средств автоматизации загрузки в период наладки и обслуживания оборудования. Данное компоновочное исполнение средств автоматизации загрузки в РТК удовлетворяет требованиям выполнения операций, каждой установки и каждого технологического перехода в отдельности в соответствии с технологическим процессом обработки детали.