Основні технічні показники ПР

           Вступ 

     Протягом  тривалого часу в різних галузях  виробництва співіснували, майже  не змішуючись і не впливаючи один на одного, два різнорідних виду виробництва.

       Перший вид - це високоавтоматизоване  і високоефективне масове виробництво,  яке базується на високопродуктивних  потокових і автоматичних лініях, багатопозиційними і багато-інструментальним  технологічному обладнанні. Широкомасштабна  автоматизація автомобільної, тракторної, підшипникової, часовий промисловості  та інших галузей, почата ще  в 50-і роки, привела повсюдно  до створення «безлюдних» виробництв  у масштабах ділянок і навіть  цехів. Однак такі виробництва  донедавна базувалися в основному  на спеціальному обладнанні, яке  не мало  «гнучкістю», здатністю  переналагоджувати на випуск  різноманітної продукції. У результаті  при зміні об'єктів виробництва  гнітюча частина технологічного  устаткування, оснащення й інструменти  списувалися незалежно від фізичного  стану. 

       Другий вид-це неавтоматизоване серійне й індивідуальне виробництво, що завжди базувалося на універсальному технологічному устаткуванні з ручним управлінням, ручний або механізованій зборці, контролі, транспортуванні та складуванні виробів. Таке виробництво має високу «гнучкістю» з погляду випуску різноманітної продукції, однак малопродуктивні, вимагає особистої участі людини у всіх елементах виробничого процесу переважно на рівні ручної праці.

       Зараз такому «співіснування»  приходить кінець, тому що ні  один з названих видів виробництва  не може існувати в сформованих  традиційних формах.

       Революційні перетворення масового  виробництва диктуються високими  темпами науково-технічного прогресу, швидкої змінюваності об'єктів  виробництва. Розтягування термінів  випуску конкретної моделі автомобіля, трактора, електродвигуна до термінів, порівнянних з термінами граничного зносу виробничого устаткування, означає відставання в технічному прогресі. А списувати величезну кількість спеціального устаткування після декількох років чи місяців роботи згубно для економіки.

       Тому високоавтоматизованим «безлюдному»  масовому виробництву потрібна  «гнучкість», тобто можливість  періодичної мобільної перебудови  на великомасштабний випуск іншої  продукції. 

       Не менш значні корінні перетворення  повинне перетерпіти серійне  й індивідуальне виробництво,  і рушійними тут є в першу  чергу фактори соціальні. 

Основні технічні показники  ПР 

     До  технічних показників ПР відносяться: номінальна вантажопідйомність, робочий  простір, зона обслуговування, число  ступеней рухомості, швидкість переміщення, похибка позиціювання робочого органу і похибка траєкторії робочого органу.

     Під вантажопідйомністю розуміється - найбільше  значення маси виробів виробництва, при якій гарантується надійна робота ПР.

     Простір, в якому може знаходитися виконавчий (робочий) механізм робота при його функціонуванні називається робочим  простором.

     Зоною обслуговування (робоча зона) називається  частина робочого простору, в якій може виконувати роботу ПР.

     Число ступеней рухомості робота залежить від його конструкції ходового пристрою (від 1 до 3).

     Промисловий робот  -  за чи проти? Хоча насправді - усе однозначно. Звісно за  - кажуть ті, хто збирається купити промислового робота чи повністю модернізувати виробництво.

 

     Промислові  роботи таки змушують хвилюватися, адже все більше обертів набирають  їхні можливості, все більше удосконалених  функцій пропонують постачальники  за абсолютно демократичні суми. Промислові роботи справді вирішують левову частку тих завдань, які людині "не по зубах".

     Сучасна робототехніка заснована на комп'ютерних  технологіях: без комп'ютерів роботи не змогли б і десятої частини  того, що вони можуть. Сучасних роботів  можна умовно розділити на дві  категорії: робочі (тобто роботи, сконструйовані для службових завдань, промислові  роботи) і домашні. 

     Структура промислових роботів 

     1. Механічна система (Маніпулятор);

     2. Система програмного керування  (ЕОМ);

     3. Інформаційна система. 

     

 

     По  степені досконалості і типам  систем керування ПР поділяються  на три покоління:

     1. Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за  жорсткими програмами. Вони широко  застосовуються в машинобудуванні.

     2. Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами  і змінюють характер робіт  в залежності від зміни параметрів  зовнішнього середовища.

     Промислові  роботи складають більше 80% від усіх існуючих на сьогодні пристроїв. Вони здатні практично повністю замінити людину на багатьох заводах: наприклад, на більшості автомобільних заводів  всю складальну роботу виконують  саме роботи, а людина залишається  тільки контролювати їх. У такому підході  багато плюсів: механічні «робочі» не допускають помилок, не втомлюються, їм, врешті-решт, не потрібно платити  зарплату.

     У більшості людей слово «робот»  асоціюється з андроїдом, тобто  з чимось, схожим на людину. Але в  більшості випадків таке подання  виявляється хибним.

     

     Типовий промисловий робот  складається з  наступних частин: 

     1. Контролер - чіп, який координує  всі дії промислового робота.

     2. Роботизована рука. Основним завданням руки є переміщення END-ефектора. Роботизовані руки розрізняють за кількістю ступенів свободи: чим їх більше, тим краще. Більшість промислових роботів мають руки з 6 ступенями свободи.

     3. Привід - двигун, який забезпечує  рухливість руки. Управляється контролером.

     4. END-ефектор - грубо кажучи, насадка на руці робота. Такі насадки можуть бути абсолютно різними: від примітивного затиску до зварювального апарату.

     5. Сенсор, який забезпечує «відчуття»  робота: саме завдяки йому робот  розпізнає об'єкт, з яким доведеться  працювати. 

Електор-привід промислових роботів 

     Кро́ковий двигу́н — електричний двигун, в якому імпульсне живлення електричним струмом призводить до того, що його ротор не обертається неперервно, а виконує щоразу обертальний рух на заданий кут.

     

     Кроковий  електродвигун з  інтегрованим мікроконтролером

     Завдяки цьому, кут повороту ротора залежить від числа поданих імпульсів  струму, а кутова швидкість ротора точно рівна частоті імпульсів  помноженій на кут повороту ротора за один цикл роботи двигуна.

     Конструктивно крокові електродвигуни складаються  із статора, на якому розташовані  обмотки збудження, і ротора, виконаного з магніто-м'якого (феромагнітного) матеріалу або з магніто-твердого (магнітного) матеріалу. Крокові двигуни з магнітним ротором дозволяють отримувати більший крутний момент і забезпечують фіксацію ротора при знеструмлених обмотках.

     Цикл  роботи електродвигуна можна розбити на 4 кадри.

     Кадр 1: верхній електромагніт  (1) включений, відбувається притягання найближчого зуба ротора шестеренної форми. Зуби вирівнюються по електромагніту (1), вони будуть трохи зміщені відносно електромагніта (2).

       

     Кадр 2: верхній електромагніт (1) відключений, а правий електромагніт (2) знаходиться  під напругою, потягнувши найближчі  зуби прокрутивши ротор вправо. У  результаті відбудеться повертання на 3,6° для цього прикладу.

     Кадр 3: нижній електромагніт (3) знаходиться під напругою, спричинивши наступне повертання ротора на 3,6°.

     Кадр 4: лівий електромагніт (4) включений, що знову проверне ротор на 3,6°. Коли верхній знову увімкнеться, ротор  у кінцевому підсумку за 4 кроки  повернеться на один зуб, а оскільки у ротора є 25 зубів, то повний оберт  займе 100 кроків для даного прикладу. 

     Переваги  і недоліки крокового  двигуна 

     Переваги:

     Кут повороту двигуна пропорційний кількості  вхідних імпульсів.

     Двигун  працює з повним моментом у стані  спокою (якщо обмотки підключені до живлення).

     Прецезійне позиціонування і повторюваність кроку — хороші крокові двигуни мають точність близько 3 — 5% кроку і ці помилки не накопичується від кроку до кроку.

     Можливість  швидкого розгону, гальмування і  зміни напряму руху.

     Безвідмовність  — у зв'язку з відсутністю щіток. Довговічність двигуна залежить тільки від довговічності підшипників.

     Залежність  оборотів двигуна від дискретних імпульсів дозволяє керувати двигуном без зворотного зв'язку, завдяки  чому кроковий двигун простіший і  дешевший в керуванні.

     Можливість  досягнення дуже низьких швидкостей обертання з навантаженням закріпленим  безпосередньо на осі двигуна.

     Широкий діапазон швидкостей обертання отримуваний  завдяки тому, що швидкість пропорційна  частоті вхідних імпульсів. 

     Недоліки:

     Механічний  резонанс з'являється при неправильному  керуванні.

     Складнощі при роботі з дуже високими швидкостями. 
 

Механічна система ПР Кінематична схема маніпулятора 

                                

 

1-плече; 2-передпліччя; 3-лікоть; 4-кінцівка; 5-захват; 
 

     Промислові  роботи застосовуються в промисловому виробництві.  У більшості випадків під промисловим роботом маються  на увазі автоматичні програмно-керовані маніпулятори, які виконують робочі операції зі складними просторовими переміщеннями. 

     

 

     Основними завданнями промислових роботів  є переміщення масивних або великогабаритних вантажів, точне зварювання, фарбування, а також сортування продукції.

     Маніпулятор промислового робота має від 2-х до 6-ти ступенів свободи і може переміщати вантажі до декількох сотень кілограмів у радіусі до кількох метрів.

     Тенденція збільшення парку роботів у сучасному  виробництві обумовлена ​​низкою об'єктивних факторів. Як правило, це збільшення продуктивності праці при збереженні високої якості продукції та можливість швидкого реагування на зміни об'єктів виробництва і споживчого ринку. 

     

 
 

 

     Серйозними  стимулами до зростання  цікавості до робототехніки  є:  

     - Безперервне зниження вартості  промислових роботів на тлі  зростання вартості робочої сили;

     - Нестача кваліфікованої робочої  сили;

     - Звільнення працюючих на виробництві  від важкої, інтенсивної і монотонної  праці;

     - Можливість поліпшення екологічної  обстановки і зниження шкідливого  впливу виробництва, особливо  зварювального, на здоров'я виробничого  персоналу;