Конструкция и расчет схватов

Захватные устройства ПР служат для захватывания и удержания объектов и манипулирования.

К ним предъявляют следующие требования

1) Сохранение положения объекта манипулирования при всех режимах работы ПР

2) Приспособляемость к изменению формы и размеров объекта манипулирования

3) Компенсация погрешностей взаимного расположения объекта, ЗУ и обслуживаемого оборудования

4) Быстродействие, надежность, компактность, малая масса и др.

По способу удерживания объекта манипулирования ЗУ подразделяют на поддерживающие, удерживающие и схватывающие.

Наиболее распространенные схемы схватов приведены на рисунке.

Основные функциональными элементами схватов являются губки, пальцы, двигатели, передачи и корпусные несущие конструкции

Губки предназначены для приспособления схвата к специфике объекта манипулирования. Губки закрепляются на пальцах жестко или на шарнирах с фиксирующими пружинами.

Пальцы схватов могут быть неподвижными (рис.а), качаться (рис.б-ж), двигаться поступательно прямолинейно (рис. з,и) или по дуге (рис. к), а так же совершать пространственные движения (рис.л).

Благодаря легкости регулирования усилия схваты часто оснащаются пневмоцилиндрами. Простейшие схваты без собственного привода срабатывают под действием объекта манипулирования (рис. б) или внешнего оборудовании. Двигатели связываются с пальцами непосредственно (рис. а) или через передачи, которые предназначены для преобразования вида движения, увеличения усилия прижима губок и координации перемещения пальцев.

Выбор передачи в значительной мере определяется требуемой зависимостью зажимающего усилия от раствора схвата и соответственно объекта манипулирования.

При произвольных в некотором диапазоне размерах и массах объектов манипулирования усилия схвата желательно иметь по возможности постоянными.

Наилучшим в этом отношении является характеристики зубчатых передач (рис. е-к).

Достаточно стабильное усилие можно получить подбором взаимного расположения и размеров звеньев в шарнирно рычажных и рычажных передачах.

Проектирование ЗУ начинают после выбора объекта роботизации.

В результате анализа множества возможных обрабатываемых изделий выбираются типовые.

По всем операциям обработки этих деталей составляют технологические схемы и определяют возможные подходы схвата и места захвата детали.

Уточняют условие установки детали в технологическую оснастку: зазоры и заходные фаски, усилия поджатия к базам и т.п. Выбирают по возможности общие подходы и места захвата для выполнения большего числа операций и перемещаемых изделий

Выявляют ситуации, когда невозможно обойтись без перезахвата детали или смены схвата.

После этого для каждого схвата манипулятора роботизируемого комплекса выбирают количество и кинематику пальцев а так же форму и расположение базирующих поверхностей губок.

Детали с неизменным диаметром и повышенными точностными требованиями при установке оборудования переносятся схватами, оснащенными цанговыми патронами или деформируемыми оболочками.

При изменении диаметра на 20-30 % можно использовать обычные клещевые схваты с призматическими губками.

Если смещение центров детали различных размеров превышает допустимые погрешности то вводят коррекции программных точек или программируемые губки.

Схваты 2-я поступательно движущимися пальцами применяют для деталей с изменением диаметра до 100%.

Особо широко диапазонные схваты выполняют 3-х пальцевыми.

Для сложных и непрочных деталей губки выполняют по форме переносимого объекта.

Плоские тонкие детали обычно переносятся присосками или магнитными ЗУ.

После выбора базирующих элементов рассчитывают усилия пальцев Fп прикладываемое к объекту манипулирования для его удерживания. При проектных расчетах из множества возможных режимов работы схвата выделяют наиболее характерные.

Проектирование схвата завершается прочностными расчетами и жесткостными расчетами а так же компоновкой функциональных элементов в корпусе и оценкой инерционных параметров.