Кравець В.О., Лапковський С.В., Лавріненко С.М.

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, Україна

ВИМОГИ ДО КОНСТРУКЦІЇ ЗАТИСКНИХ ПРИСТРОЇВ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ

За останні десятиріччя автоматизація основних технологічних операцій досягла такого рівня, що допоміжні операції, які пов’язані з завантаженням і розвантаженням технологічного обладнання, транспортуванням і складуванням деталей, що виконувались вручну або за допомогою існуючих засобів механізації та автоматизації, почали стримувати як, зокрема, підвищення продуктивності праці, так, і удосконалення технології всього виробництва в цілому. Все це призвело до загострення протиріччя між досконалістю промислової техніки та характером праці при її використанні, необхідною якістю трудових ресурсів, вимогами інтенсифікації виробничих процесів.

Ці причини стали основними стримуючими факторами розвитку виробництва і подальшого підвищення продуктивності праці. Сучасні досягнення у створенні знарядь виробництва, обчислювальної техніки та електроніки зумовили бурхливий розвиток робототехніки ― галузі, яка створила і виробляє новий різновид автоматичних машин ― промислові роботи. Промислові роботи виявилися тією відсутньою ланкою, поява якої дала змогу розв’язувати задачі комплексної автоматизації на більш високому рівні, об’єднуючи засоби виробництва підприємств у єдиний автоматизований комплекс. Промислові роботи здійснюють вплив на навколишнє середовище через робочий орган, і, зокрема, через захватний пристрій. Тому саме конструкція останнього багато в чому визначає ефективність та доцільність використання промислових роботів в цілому.

Аналіз розробок всесвітньо відомих фірм-виробників промислових роботів [1 ― 8] та фірм-виробників захватних пристроїв [4, 9 ― 14] дозволило сформулювати перелік основних вимог, яких слід дотримуватись при проектуванні конструкції захватних пристроїв промислових роботів. Вони полягають у наступному.

1) захватний пристрій по можливості повинен бути легким;

2) захватний пристрій повинен мати мінімальні габарити;

3) захватний пристрій повинен мати максимальну жорсткість;

4) бажано, щоб захватний пристрій міг використовуватися для роботи з різними деталями;

5) конструкція захватного пристрою повинна забезпечувати максимальне зусилля затиску;

6) конструкція захватного пристрою повинна забезпечувати можливість його швидкої заміни (повної або компонентів, що входять до його складу) із використанням мінімальної кількості інструментів (гайкових ключів, викруток, тощо);

7) варто використовувати однакові кріпильні вироби;

8) необхідно передбачити напрямні штирі, шпонкові канавки або риски, що полегшують заміну, точне встановлення і суміщення деталей;

9) в конструкції не слід використовувати елементи з гострими крайками та кутами, тому що це допоможе попередити стирання та перерізування кабелів і шлангів, а також зменшить ймовірність травм;

10) допустимий вигин кабелів та шлангів має забезпечувати можливість граничних переміщень маніпулятора по всіх осях;

11) бажано використовувати легкі матеріали або передбачити технологічні отвори і порожнини для полегшення конструкції захватного пристрою;

12) для захисту від зношування слід передбачати тверде покриття легких матеріалів і використовувати загартовані різьбові накладки для м'яких матеріалів;

13) рекомендується розробити і порівняти кілька варіантів конструкції захватного пристрою;

14) у разі потреби конструкція захватного пристрою повинна забезпечувати додаткові ступені рухливості останнього;

15) слід забезпечити багатофункціональність захватного пристрою;

16) необхідно передбачити датчики, що контролюватимуть фіксацію деталі під час переносу (кінцевий вимикач, далекомірний датчик, пнемоструменевий датчик);

17) слід проаналізувати реакцію захватного пристрою на випадкове відключення силового живлення та передбачити засоби, що забезпечують безпеку (захватний пристрій з запірним пристроєм або стопорний клапан);

18) для захисту найбільш дорогих елементів захватного пристрою та зменшення часу простоювання слід передбачити штифти або поверхні, що зрізуються;

19) необхідно передбачити зручність технічного обслуговування та швидкої заміни зношених деталей;

20) у конструкції захватного пристрою рекомендується використовувати підшипники з ущільненням;

21) слід передбачити змінні вкладиші або пальці для роботи з деталями різних розмірів;

22) приводи та клапани для захватного пристрою слід монтувати на передпліччі робота;

23) якщо промисловий робот повинен утримувати гарячі деталі, то слід передбачити тепловідведення або екран для захисту захватного пристрою та робота;

24) для визначення стану захватного пристрою („відкрито”, „закрито”, тощо) в нього необхідно вбудувати спеціальні датчики;

25) при розробці захватного пристрою слід враховувати сили інерції, положення центра ваги при граничному навантаженні, відцентрові сили та інші динамічні параметри;

26) необхідно передбачити вимоги до переміщення деталі під час її захоплення (захватний пристрій з одним рухомим пальцем повинен розвивати достатнє зусилля для зміщення деталі в одному напрямку, захватний пристрій з трьома та чотирма пальцями ¾ у декількох);

27) при використанні в конструкції захватного пристрою електромагніту необхідно врахувати можливість залишкового намагнічування деталі та прилипання стружки;

28) при використанні захватного пристрою для складання слід проаналізувати зусилля, що розвиваються промисловим роботом по різних осях;

29) при використанні захватного пристрою з вакуумними присосками для транспортування замаслених деталей вивільнення деталі із захватного пристрою потребує додаткового наддуву;

30) необхідно забезпечити збереження орієнтації деталі в захватному пристрої або за рахунок зусилля стиснення та сил тертя, або шляхом застосування спеціальних засобів (наприклад, стопорів).

Література

1. http://new.abb.com/products/robotics.

2. http://www.comau.com/EN.

3. http://www.fanuc.eu/ua/ru.

4. https://www.festo.com/cat/ru-uk_ua/products_010800.

5. https://www.kuka.com/.

6. https://www.motoman.com/.

7. https://www.staubli.com/.

8. https://www.universal-robots.com/ru/.

9. https://schunk.com/de_en/homepage/.

10. http://barrett.com/.

11. https://onrobot.com/.

12. http://www.sommerautomatic.com/zgc.html.

13. https://www.schmalz.com/en/.

14. https://www.shadowrobot.com/.