Роботы сегодня и завтра - [4]
Промышленные роботы оснащаются стандартными грейферами, у которых можно заменять отдельные элементы. Для выполнения определенных рабочих операций иногда приходится изготавливать специальные грейферы.
Например, для того чтобы манипулировать твердыми, мягкими и хрупкими предметами, робот должен иметь гибкий грейфер, который может приспосабливаться к объекту, т. е., удерживая объект, захватывать его либо осторожно, либо жестко. Это достигается с помощью механизма, состоящего из нескольких звеньев и ряда роликов и приводимого в действие и управляемого проволочными тягами.
Для одновременного выполнения различных рабочих операций роботы оснащаются несколькими рычагами, на каждом из которых устанавливаются один или два грейфера. Так, бесперебойная работа загрузочных роботов или загрузочных устройств для турникетных автоматов обеспечивается тремя рычагами с, соответственно, одним или двумя грейферами.
Если робот не предназначен для операций по захвату объекта, то рычаг с грейфером может быть заменен на соответствующий инструмент для выполнения специальных технологических операций: сварки, сверления, монтажа, покраски краскопультом и т. д.
Задача привода промышленного робота — приводить в движение отдельные его звенья. Каждый промышленный робот оснащен несколькими независимыми друг от друга приводами, оси которых, как уже говорилось, могут перемещаться различными узлами вращательного и поступательного движения. Это позволяет ему учитывать такие параметры, как масса, проходимый путь, угол, скорость, время работы и т. д.
Вид привода зависит от сферы применения робота. Так, при большой массе обрабатываемого изделия необходим совершенно иной привод, чем, скажем, при работе с элементами для электронных схем. При выборе привода решающее значение имеет траектория движения — должны ли детали робота вращаться, или описывать кривые в пространстве, или перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях. Необходимо учитывать и особенно трудные условия внешнего воздействия, например загрязнения, агрессивные химические растворы или чрезвычайно высокие температуры.
Промышленные роботы работают от гидравлических, электрических и пневматических приводов, что позволяет решать различные задачи наиболее рационально и экономично. В зависимости от исполнения стоимость приводов составляет 5–20 % общей стоимости промышленного робота.
Свои усилия через механическую систему передач приводы передают на рычаг с грейфером.
Гидравлические приводы отличаются простотой регулировки, прочностью, а также высокой энергетической плотностью. Они могут быть установлены с большой точностью и при этом обеспечивать скорости до 1000 мм/с при работе с массами до 50 кг. Поэтому они пригодны для загрузочных роботов.
Электрические приводы, которые несколько дороже, отличаются относительно простым способом подведения энергии, они просто монтируются и регулируются. При их использовании легко достигается высокая степень точности. Поэтому их применяют в первую очередь при создании роботов, которые предназначены для решения специальных технологических задач.
Пневматические устройства имеют невысокую стоимость и маломощны, поэтому их применяют преимущественно при работе с малыми массами. Как правило, это — приведение в действие грейферов и небольших манипуляторов.
Иногда для увеличения эффективности приводы комбинируются, что позволяет добиваться лучших позиций обрабатываемых деталей и инструмента. Роботы могут применяться для стыковки швов при выполнении монтажных операций. На основе электропневматического привода были созданы сервоприводы, которые позволяют осуществлять электронное регулирование скорости и находить позицию для пневматических приводных элементов электромагнитных тормозов.
У промышленного робота конструкционные узлы должны при помощи приводов перемещаться целенаправленно и координирование. В промышленной робототехнике под термином «управление» понимают процесс, который обеспечивает перемещение соответствующих элементов робота по заданной программе и получение сигналов для координации действий периферийных приспособлений, например транспортирующих устройств или магазинов. Система управления может в свою очередь получать информацию от датчиков, от устройств, которые замеряют пройденное расстояние, или от периферийных устройств робота. Эта информация обрабатывается в соответствии с заданной программой через систему управления. При этом одна или несколько полученных величин являются для системы управления основой для воздействия на исходные величины.
Современная система управления промышленным роботом должна:
управлять, контролировать и координировать выполнение тех или иных действий в соответствии с заданной программой;
понимать, накапливать и перерабатывать информацию о внешних условиях и приспособлении процессов движения и действиях промышленного робота;
обеспечивать связь между промышленным роботом и вышестоящей системой управления, т. е. человеком — оператором и программистом;
соответствовать требованиям, вытекающим из условий эксплуатации, программирования и удобства обслуживания, надежности эксплуатации, распознавания ошибок и т. п.
