Mašinų projektavimas

1.Mašinų ir įrenginių konstravimo uždaviniai ir ekonominiai principai: Svarbiausias konstruktoriaus uždavinys kurti ir tobulinti mašinų įrenginius kurie duotų max ekonominį efektą ir turėtų gerus techninius- ekonominius ir ksplotacinius rodiklius. Svarbiausi mašinų ir įrenginių rodikliai: našumas, ekonomiškumas, patikimumas, metalo ir energijos sąnaudos, remonto paprastumas, ilgaamžiškumas, automatizacijos lankstumas, aptarnavimo saugumas, valdymo patogumas. Vis didesnis dėmesys skiriamas gaminių techninei estetikai. Kėkvieno minėto rodiklio svarba priklauso nuo mašinų ar įrenginių paskirties. Pvz: energijos transformavimo mašinose- generatoriose, svarbiausias rodiklis- naudingumo koeficientą nustatantis naudojamos energijos transportavimo į kitą energijos efektyvumą. Gamybos priemonėms labai svarbūs rodikliai yra našumas, apdirbimas, tikslumas, automatizacija, atliekamų operacijų depazonas. Pramoniniams robotams svarbiausi rodikliai: pozicionavimo tikslumas, greitaveika, mobilumas. Prietaisų svarbiausi rodikliai: jautrumas, tikslumas, matavimo stabilumas. Naujai projektuotas gaminys tur būti rentabilus, užtikrinti ekonominį efektą visą darbo periodą. Kai kas mano, kad konstruoti ekonomišai, tai mažinti kainą, vengti sudėtingų ir brangių tecninių sprendimų, naudoti pigias medžiagas, paprastus detalių apdirbimo būdus. Šie faktoriai yra reikšmingi, tačiau praktika rodo, kad ekonominį efektą dažniausiai lemia mašinos faktinė pagamintos produkcijos apimtis per laiko vienetą ir eksploatacinės išlaidos per visą darbo periodą. Faktinė pagamintos produkcijos apimtis priklauso nuo mašinos išnaudojimo koeficiento. Tai faktinio mašinos darbo laiko per tam tikrą periodą santykis su tuo periodu. ή­­­­­­­=Tf/T; Kai mašina ar įrenginiai dirba iki visiško mechaninio resurso išnaudojimo, tai Tf=Tm; Tm- mašinos ilgaamžiškumas. ή­­­­­­­=Tm/T; Koeficientas ή­­­­­­­ priklauso nuo pamainų skaičiaus prastovų atsirandančių sugedus mašinai ar sutrikus gamybos ciklui. Nustatyta, kai mašina dirba pirma pamaina ή­­­­­­­­­=0,2; antra pamaina ή­­­­­­­=0,4; trečia pamaina ή­­­­­­­=0,6; Kai mašinos darbas nenutrūksta ir dirba visus metus: ή­­­­­­­=0,95…1,0; Mašinos efektyvumas gali būti išreiškiamas jos rentabilumu. Tai faktinio pagamintos produkcijos per tam tikrą laiką kiekio santykis su išlaidomis per tą patį laiką. ρ­­­=Wf/I; I-išlaidos. Išlaidas sudaro: išlaidas energijai, medžiagoms, įrankiams, operatyvaus darbo užmokesčiui, techniniam aptarnavimui, remontui, amortizaciniams atskaitymams ir pridėtinės išlaidos. Turi būti ρ>1 nes priešingu atveju mašinos ar įrenginių darbas bus nuostolingas. Ekonominio efektyvumo analizė rodo, kad mašinos kainos didėjimas, jei tai lemia jos ilgaamžiškumo padidėjimą yra priimtas. Nauda kuri gaunama dėl ilgaamžiškumo padidėjimo paprastai būna žymiai didesnė už ekonominio efekto sumažėjimą dėl mašinos pabrangimo. Didžiausią taką turi apdirbimo našumo augimas, kadangi per tą patį laiką galima pagaminti daugiau produkcijos. 2.Mašinų ir įrenginių ilgaamžiškumas: Ilgaamžiškumas- laiko trukmė, kuria mašima gali dirbti nominaliais rėžimais esant normalioms eksplotavimo sąlygoms, kol dar iš esmės nepablogėja apdubimo kokybė, o išlaidos remontui dar ekonomiškai priimtinos. Vietoi ilgaamžiškumo naudojama mašinos darbo resurso sąvoka, tai mašinos darbo trukmė iki pirmo kapitalinio remonto. Ilgaamžiškumo laikas priklauso nuo eksploatacijos sąlygų ir jų techninio lygio. Kvalifikuotas aptarnavimas, savalaikė profilaktika, darbas be didelių perkrovų padidina mašinų ir įrenginių ilgaamžiškumą. Nustatyta, kad lemiama reikšmę ilgaamžiškumui turi mašinų ar įrenginių konstrukcija. Neperiodinio veikimo mašina ir agregatų ilgaamžiškumas dažnai išreiškiamas išdirbio rodikliais per visą funkcionavimo laiką. Pvz: Autotransporto ir geležinkelių sąstato ilgaamžiškumas išreiškiamas nuvažiuotais kilometrais. Prietaisų ir bandymo mašinų ilgaamžiškumas išreiškiamas pagal jų leidimo ar įjungimo skaičių. Žemės ūkio ilgaamžiškumas išreiškiamas apdorotų hektarų skaičiumi. Priklausomai nuo darbo sąlygų faktinis ilgaamžiškumas gali skirtis nuo nominalaus. Jis žymiai mažėja periodiškai perkraunant mašiną ar įrenginius. Dirbant padidintais rėžimais, esant nepalankioms klimatinėms sąlygoms. Darbo sąlygų įtaką faktiniam ilgaamžiškumui galima įvertinti darbo rėžimų koeficientu ήr; If=In/ήr; esant vidutinėms darbo sąlygoms ήr=1; Sunkioms darbo sąlygoms ήr=1,2...1,5; Lengvoms ήr=0,7...0,8; Mašinų ir įrenginių ilgaamžiškumą riboja ir kiti veiksniai: detalių lūžiai, besitrinančių paviršių dilimas, paviršių pažeidimai dėl kontaktinių įtempimai, plastinės deformacijos. Lūžių galima išvengti naudojan tinkamas medžiagas, apdirbimo metodus, moksliškai pagrysta detalių skaičiavimo metodiką. Visose mašinose ir įrenginiuose vyksta detalių paviršių dylimas. Tai neišvengiamas proceas. Laipsniškai dylant atsakingoms detalėms, blogėja techniniai rodiklai, atliekamų operacijų tiksluma didėja energijos sąnaudos. Dėl to mažėja faktinis produkcijos kiekis kuri pagamina mašinos per nustatyta laiko tarpą. 3.Robotų sudėtis, klasifikavimas ir parametrai. Pramoninis robotas (PR)- tai automatiškai veikiantis perprogramuojamas įrenginys kurio manipuliatoriaus pavidalo vygdymo mechanizmą imituoja žmogaus rankos judesius. Perprogramavimu suprantama galimybė keisti roboto darbo (valdymio) programą. Perprogramuojant galima keisti vygdymo mechanizmo judesių pobūdį. Šių judesių greičius bei pagreičius. Manipuliatoriaus pavidalo vygdymo mechanizmą sudaro kelios slenkamosios ar sukamosios kinematinės poros, kurių grandims judesiai suteikiami elektrinėmis, hidraulinėmis ar pniaumatinėmis pavaromis. Kai kurie R turi rankos pavidalo valdymo mechanizmą kuris gali atlikti tiesiaeigius ar svyravimo judesius. Vygdymo mechanizmo gale yra tvirtinamas darbo įtaisas. Dažniausiai tai griebtuvas, kuris skirtas manipuliavimo objekto sugriebimui ir jo pernešimui erdvėje. Darbo įtaisu gali būti surinkimo įrankis, suvirinimo galvutė, dažymo purkštunas ir t.t. Pagal tai kartais R vadinami atitinkamai surinkimo, suvirinimo, dažymo ir kt. Visus R judesius valdo automatinio valdymo sistema, kurią sudaro mikroprocesorius ar speciali skaičiavimo mašina, bei kiti elektriniai įtaisai. I adaptyviųjų R valdymo sistemos sudėtį įeina jutimo (sensoriniai) įtaisai. Tai įvairūs jutikliai, kurie matuoja jėgas, griebtuvo ir manipuliatoriaus objekto sąlyčio zonoje. Griebtuvo atstumą iki kitų objektų ir kitus parametrus. R plačiausiai paplitemašinų, prietaisų pramonėje, tačiau pastaraisiais metais R vis plačiau naudojami gamybos procesams automatizuoti lengvojoje, maisto, chemijos, statybos pramonėje, taip pat metalurgijoje, žemės ūkyje ir panašiai. Dauguma pramonėje naudojamų R priskiriami manipuliacinių R klasei, nes jų vydymo mechanizmai yra manipuliatoriaus pavidalo. Dar yra mobilūs, tai yra judantys, taip pat informaciniai R. Mobilūs robotai turi važiuoklę su automatiškai valdomomis pavaromis, kurie juda ant ratų vikšrų ar žingsniuoja. Šiuolaikinėje įmonėje R atliekamas darbas: medžiagų bei įrankių transportavimas, cechuose tarp staklių ar sandėlių. Tam yra naudojami mobilūs R kurie dar vadinami automatiniais vėžimėliais ar robokarais. Jie juda pagal nustatyta programą ir yra valdomi ESM toki pavidalo R automatizuotoje gamyboje dažnai naudojami sandėlių automatizavimui. Informaciniams R priskiriamos kontrolės matavimo sistemos. Šiose sistemose yra automatizuojamas visas datalių kontrolės procesas, tai yra jų padavimas į kontrol. poziciją, matavimas ir detalių rūšiavimas į grupes pagal matavimo rezultatus. Pagal valdymo sistemų tipą R skirstomi į: programinius, adaptyviuosius, intelektualiuosius. Programiniai R dirba pagal išanksto nustatyta programą, kai reikia keisti R judesių pobūdį atsižvelgiant į technologinius procesus R reikia perprogramuoti. Adaptyvieji R- tokie, kurie gali prisitaikyti prie besikeičiančios darbo aplinkos. Jie tur įvairias jutimo sistemas ir pagal jutiklių signalus R pats gali kesti savo darbo programą. Intelektualieji R turi dirbtinio intelekto elementus. Tokio R valdymo sistema pagal išorinius signalus pati priima tam tikrus sprendimus. Ant atraminių konstrukcijų montuojami visi R įrenginiai ir agregatai. Atraminės konstrukcijos lemia R standumą ir stiprumą. Atraminės konstrukcijos- tai korpusai, stovai, reėmai, portalai, vėžimėliai. Manipuliavimo sistemas sudaro daugiagrandis erdvinis mechanizmas kurio kinematinė grandinė yra atvira. Kai manipuliavimo mechanizmas yra ranka, tai šią sistemą sudaro rankos pavidalo judantis mechanizmas. Manipuliavimo sistemos perneša objektą erdvėje ir oreantuoja jį nustatytame erdvės taške. Manipuliavimo sistemos lemia R darbo zonos formą ir darbo įtaiso judesių pobūdį erdvėje. Kinematinių porų ir darbo įtaiso pavaros transformuoja judeio šaltinio energiją jį manipuliojančių grandžių mechanizmų judesį pagal valdymo sistemos komandinius signalus. Darbo įtaiso pavara skirta griebtuvo žiaunų valdymui. Kiekviena pavarą bendruoju atveju sudaro judesio šaltinis, perdavimo mechanizmas ir pavaros valdymo sistema. Pervežimo mechanizmas ir jo pavara preslenka R į nustatyta vietą. Šią pavarą taip pat sudaro judesio šaltinis, gali būti panaudojamas perdavimo mechanizmas ir važiuoklė. Pavarų judesio šaltinis būna nuolatinės srovės elektros varikliai, hidrauliniai, pniaumatiniai varikliai, bei cilindrai. R valdymo sistemos formuoja valdymo signalus ir susideda iš valdymo pulto, atmintie ir skaičiavimo įrenginių ir kitų valdymui reikalingų blokų. Informacinė matavimų sistema konstrukcijų požiūriu įeina į R valdymo sistemą. Ji renka ir apdoroja informaciją apie R mechanizmus ir elementų būklę, o taip pat apie išorinę aplinką. Šią sistema sudaro jutikliai, gryžtamojo ryšio įtaisai, sulyginimo blokai ir kiti elementai. Ryšio sistema užtikrina informacijos pasikeitimą tarp R, operatoriaus, kitų R ir technologinių įrenginių. R techninės galimybes ir konstrukcijas apibūdina parametrai: kėlimo galia, judrumo skaičius, mobilumas, greitaveika, pozicionavimo tikslumas, pavarų ir valdymo sistemų tipas. Kėlimo galia- didžiausia masė objekto, su kuriuo R gali manipuliuoti darbo zonoje. R kurių kėlimo galia iki 1kg, vadinami super lengvaisiais, jie dažniausiai skirti štampavimui, smulkių detalių rinkimui ir panašiems darbams. Lengvūjų R kėlimo galia iki 10kg. Jie dažniausiai būna 5-6 judrumo laipsnių skaičius. turi įvairių tipų pavaras ir valdymo sistemas. Tokie R dažnai naudojami technologinių įrenginių aptarnavimui. Vidutinio kėlimo galios R galia iki 100kg. Projektuojant ir parenkant R pagal kėlimo galią reikia atsižvelgti į tai, kad didėjant manipuliavimo mechanizmo eigai ir judesių greičiams kėlimo galia mažėja. R judrumo laipsnių skaičius skaičius tai manipuliatoriaus slenkamųjų ir sukamųjų judesių skaičius neskaitant griebtuvo suspaudimo ir atleidimo judesių. Į R judrumo laipsnių skaičius skaičių įeina ir darbo įtaisų oreantavimo judesiai. Nuo judrumo laipsnių skaičius skaičiaus laipsnis priklauso R universalumas. Paprasčiausioms operacijoms atlikti dažnai užtenka 2-3 judrumo laipsnių skaičius, technologiniams įrenginiams aptarnauti reikia 5-6 judrumo laipsnių skaičius. Rmobilumą apibūdina jo atliekami judesiai, tai yra perstatymo tarp darbo pozicijų nutolusių didesniu atstumu nei manipuliatoriaus darbo zonos judesiai. Manipuliatoriaus nustatymo judesiai erdvėje, taip pat darbo įtaiso oreantavimo judesiai. Pagal mobilumą R būna stacionariniai ir kilnojamieji. Stacionariųjų R korpusas (stovas) būna nejudrus ir jie montuojami ant grindų šalia tarnaujamų technologinių įrenginių arba ant pačių įrenginių. Kilnojamieji R juda bėgiais, automatiniais vėžimėliais ar sijomis. R greitaveiką apibūdina didžiausi manipuliatoriaus ar rankos slenkamai sukamų judesių greičiai. Pramonėje naudojamų R grandžių slenkami greičiai būna 0,5...1,2 m/s, o posūkio greičiai π/2...π rad/s. Pozicionavimo tikslumas tai R darbo įtaiso nustatymo tikslumas tam tikrame darbo zonos taške ir jo judesio trajektorijos atitikimų tikslumas užprogramuotajai. Nuo pozicionavimo tikslumo laipsnis priklauso R konstr. ir kt. Pozicionavimo tikslumas išreiškiamas pozicionavimo paklaida. Pagal pozicionavimo tikslumą R skirstomi: 1) mažo pozic. tikslumo R paklaida ±1,0mm. 2) vidutinio pozic. tikslumo R ±(0,1...1,0)mm. 3) didelio pozic. tikslumo R ±(0,01...0,1)mm. 4.Bendrieji robotų projektų principai. R dažniausiai būna robotizuotos gamybos sistemos elementas, dėl to jo funkcinės, konstrukcinės ir eksploatacinės savybės tampriai susije su kitų sistemos elementų charakteristikomis. Funkcinės savybės- tai R judrumo laipsnių skaičius ir jų tarpusavio išsidėstymas, grandžių, poslinkių ir posūkių diapazonas. Darbo zonos forma ir matmenys kėlimo galia, darbo įtaiso greičių ir pagreičių diapazonas, bei jų nustatymo tikslumas, valdymo sistemos tipas. Konstrukcinės charakteristikos- roboto montavimo būdas. Judrumų laipsnių skaičius atrpusavio padėties reguliavimo diapazonas ir būdas, maksimaliojo grandžių įsibėgėjimo ir stabdymo pagreičiai, R masė, gabaritai, atskirų jo mazgų matmenys. Eksplatacinės charakteristikos- tai R naudojama galia bei maitinimo šaltiniai, jo perderinimo kito objekto manipuliavimui, laikas, darbo saugumo reikalavimai, R kaina ir t.t. R parametrai parenkami atsižvelgiant į technologinius procesus, reikalingą judesių analizę. Reikia stengtis minimizuoti judrumo laipsnių skaičių, nes tai lemia konstrukcijos sudėtingumą, R kainą. Minimalius darbo įtaiso poslinkius parenkant R kinematinę schemą ir komponavimą reikia atsižvelgti į aptarnaujamų įrengimų darbo zonos sutabdinimo galimybes, reikia stengtis mažinti darbo įtaiso perkėlimo į technologinių įrengimų darbo zoną variantų skaičių. R dinaminiai parametrai t.y. grandžių darbo įtaiso greičiai ir pagreičiai. R savų virpesių dažnis. Parenkami atsižvelgiant į robotizuotos sistemos našumą, t.y. reikalingą darbo įtaiso pozicionavimo tikslumą. Pozicionavimo tikslumo požiūriu labai svarbus R mechaninės sistemos standumas. Šią sistemą galima suskirstyti į dvi dalis: laikymo mech. sistemą; vygdymo sistemą. Šios sistemos tarpusavyje tampriai susije, tačiau jos skirisai funkcine paskirtimi. Laikymo mechaninę sistemą sudaro stovas, korpusas, ir prie jo pritvirtintas manipuliatorius ar R ranka. Ši sistema lemia R darbo zonos formą bei pobūdį.Ant laikymo mechaninės sistemos grandžių yra montuojama vygdymo sistema, suteikia R grandims nustatytus judesius ir didelia dalimi lenkia pozicionavimo tikslumą. Iš esmės vygdymo sistemą sudaro pavaros ir jų valdymo įtaisai. Nustatan R standumą reikia įvertinti tai, kad laikymo mechaninės sistemos deformacijos sudaro 85-95%visos R deformacijos. Dalį sudaro vygdymo sistema. Vygdymo sistemos pavaras sudaro judesio šaltinis, perdavimo mech, judesių transformavimo mech. Jie transformuoja sukama judesį slenkamuoju ir atvirkščiai. Sukimo judesiui transformuoti gali būti panaudojama krumpliastiebinė, sraigtinė perdavos. Tiesiaeigį sukamajį galima transformuoti krumpliastiebine perdava. R ar kito įrenginio projektavimas pradedamas nuo techninių reikalavimų sudarymo atsižvelgiant į projektuojamo R paskirtį ir panaudojimo sritį. Projektavimas atliekamas etapais: 1) techninis pasiūlymas. Projektuojant R techn. pasiūl. Suadryti reikia žinoti darbo zonos matmenis ir formą, pozicionavimo tikslumą, kėlimo galią, darbo įtaiso poslinkius ir greičius. Pavarų ir valdymo sistemų tipą. Pagal šiuos reikalavimus yra sudaroma principinė R schema. Projektuojant naują objektą ar gaminį jis suskaidomas į atskirus mazgus dar vadinamus funkcinius ir konstrukcinius modelius. Dažnai tie modeliai kuriami ir gaminami skirtingu laiku skirtingose įmonėse ar net šalyse. Tokiems modeliams turi būti suformuoti tikslūs ir konkretūs techniniai reikalavimai, kad juos pagaminus būtų galima lengvai suringti projektuotojams objekte. Modeliuose reikia panaudoti unifikuotus mazgus bei detales ir gerus, patikrintus konstrukcinius sprendimus. 2) Eskizinis projektas. Šiameetape nustatomi manipul. v ir a, veikiančios apkrovos, atliekami mazgų stiprumo, standumo, tikslumo skaičiavimai. Parinkus pagrindinius techninius sprendimus projektuojamos R pavaros ir valdymo sistema, eskizinio projekto etape nustatomos pagrindinės R funkcinės, konstrukcinės ir eksplatacinės charakteristikos. 3) Techninis projektas. Šiame etape atliekama kompleksinė R tikslumo, standumo bei dinaminių parametrų analizė. Pagal jos rezultatus esant reikalui koreguojami eskiziniame projekte. Techninis projektas yra svarstomas konstravimo bei mokslinėse institucijose ir jį patikrinus atliekamas darbo projektas, kad būtų galima pagaminti bandomajį pavyzdį. Pavizdys yra tyrinėjamas, tobulinami konstrukciniai sprendimai.Tikslinamos techninės charakteristikos. Pagal patikslinimus yra koreguojami darbo brėžiniai, po to vygdomas techninis gamybos paruošimas ir gaminama bandomoji partija. 5. Roboto komponavimo schemos: Roboto kinematinė struktūra ir komponavimo schema parenkama atsižvelgiant į darbo zonos matmenis pozicionavimo tikslumą greitaveiką energijos sunaudojimą įrenginių aptarnavimo patogumą. Darbo zona – tai erdvės dalis kurioje gali judėti roboto darbo įtaisas . Roboto darbo įtaiso judesius įvygdo pernešimo ar perkėlimo judrumo laipsniai . Be to darbo įtaisas dar gali būti orentuojamas erdvėje orentavimo judrumo laipsniais . Komponavimo schemos yra klasifikuojamos pagal kordi. sistemą , kurioje juda darbo įtaisas . 1. Robotai kurių darbo įtaisas juda plokščioje stačiakamp. kord. sistemoj jų manipuliatoriai turi 2 tarpusavyje statmenas slenkamąsias kinemat. poras. 2. R. kurių darbo įtaisas juda plokščioje polinėje kord. sistem. manipuliatorių sudaro tarpusavyje statmenos sukamoji ir slenkamoji kinemt. poros. 3. R. kurie juda plokščioje sudėtingoje polinėje kordinačių sistemoje manipuliatorius sudaro 2 sukamasias poras lygiagrečiomis ašimis. 4. R. juda polinėje kord. sist. darbo zona yra cilindrinis paviršius manipul. turi slenkamąja ir sukamąja kine. poras kurių ašys lygiagrečios. 5. R. juda stačiakmpėje tūrinėje kord. sist. manipuliatorių sudaro 3 tarpusavyje statmenos kinematinės poros. 6. R. juda cilindrinėje tūrinėje kord. sist. manipuliat. sudaro 1 sukamoji ir 2 tarpusavyje statmenos slenkamosios kinem. poros. 7. R. juda sudėtingoje cilindrinėje polinėje kord. sist. manip. sudaro 1 slenkamoji ir 2 sukamosios kinem. poros kurios lygegrečios. 8. R. juda sudėtingoje polinėje kord. sist. manip. sudaro 3 sukamosios kinem. poros 2 iš jų lygegrečios, o3 statmenos. Nustatant R. kinemat. struktūrą reikia atsižvelgti į tai kad esant tam pačiam darbo įtaiso judėjimo trajaktorijos ilgiui R. su sukamosiomis kinem. poromis gabaritai yra keleta kartų mažesni nei su slenkam. Be to naudojant R. su sukamosiomis poromis perslenkant objektą erdvėje keičiasi jo orentacija. Dėl to turi būti suderinti manipul. grand. sukamieji ir orentavimo judesiai. 6. Unifikavimas ir agregatinis modulinis robotų konstravimas: Praktika parodė kad universalių robotų skirtų įvairių technologinių procesų automatizavimo kūrimą koncepcija nėra visiškai racionali. Neracionali pasirodė ir priešinga koncepcija kai siauros specializacijos robotai kuriami konkrečioms operacijoms atlikti. Technologiniai įrenginiai kuriuos aptarnauja robotai bųna labai įvairūs todėl reikia kad konstrukcijos būtų lanksčios ir pirmiausiai lanksti jų mechaninė dalis. Šiuo atveju kuriami fukciniu požiūriu išbaigti moduliai ir mazgai iš kurių gali būti komponuojami skirtingos kinematinės struktūros rob. Be to moduliai ir mazgai būna unifikuoti dėl to žymiai sutrumpėja rob. projaktavimo etapas Unifikavimu siekiama sumažinti konstrukcijų su vienodais parametrais ir paskirtimi įvairovę. Skiriami šie svarbiausi rob. ir jų elementų ar kitų įrengimų unifikavimo etapai: 1. Vienodos funkcinės paskirties rob. ar įrenginių grupavimas, 2. Unifikuojamų įrenginių ar jų elementų pagrindinių funkcinių charakteristikų nustatymas. 3. Pagrindinių funkcinių parametrų parametrinių elių sudarymas. 4. Unifikuojamų įrenginių grupavimas pagal funkcinius parametrus atitinkančius tam tikram parametrinės eilės intervalui. 5. Geriausių tipinių konponavimo chemų ir konstrukcijų parinkimas kikvienam parametrinės eilės intervalui. Norint sumažinti rob. įvairovę jie dar skirstomi į grupes pagal geriauses komponavimo schemas ir atitinkamų funkcinių parametrų derinius. Tokių grupių rob. laikomi baziniais kuriuos unifikuojant galima kurti įvairios technologinės paskirties rob. Unifikuojami ne tik patys rob bet ir jų sudėtinės dalys. Rob skirstymas į dalis palengvina jų aptarnavimą ir remontą. Unifikuojamos šios rob sudėtinės dalys: 1. Valdymo sistemos gali būti naudojamos įvairių Rob. valdymui kurie skiriasi kėlimo galia grandžių eigomis judrumo laipsniais. 2. Manipuliatoriai su 3 ar> judrumo laipsniais. Jie sudaro vieningą unifikuotą įrenginį ir gali būti naudojami darbo įtaisuin perslinkti erdvėje nustatytais greičiais ir pagreičiais. 3. Dviejų judrumo laipsnių moduliai. Moduliu vadinimas unifikuotas funkciškai išbaigtas mazgas kuris apiformytas kai savistovus gaminys. Modulio sąvoka yra ekvivalentiška egrigato sąvokai. 4. Moduliai sudaryti iš kinematinių porų elementų laikančių dalių ir pavaros elementų. 5. Judrumo laipsnių moduliai tai išbaigti mazgai kurie užtikrina poslikio ir posūkio judrumo laipsnio funkcionavimą. Kad būtų galima suskirstyti manipuliatorių į modulius reikalingos grandžių jungtys. Dėl to šiek tiek būna sudėtingesnė manipuliatoriaus konstrukcija. Tokius modulius galima kurti gaminti ar derinti atskirai. Keičiant tokių modulių formą ir jų išdėstymą galima sudaryti daug manipoliator. komponavimo schemų. 6. Modulių ar grandžių detalės ir laikančiūjų kostrukcijų mazgai. Komponuojant šias detales galima sudaryti skirtingų parametrų moduliu ar grandžių laikančiasias konstrukcijas. 7. Robotų pozicionavimo tikslumas: Pozicionavimo tikslumą apibūdina pozicionavimo paklaida. Tai labai svarbi rob. charakteristika. Pozicionavimo tikslumą lemia daugelis veiksnių. Grandinės judesius suteikiančių pavarų paklaidos mechanizmo ir detalių paklaidos tai pat rob. grandžių paslankumas. Atliekant nustatytątechnologinę operacija rob. darbo įtaisas kiekvienu laiko momentu turi užimti apibrėžtą padėtį ir orentacija erdvėje. Šią padėtį nustato pograminės manipul. apibendrintųjų kordinačių (posūkių ir poslinkių) reikšmės kurios yra apskaičiuojamos ir fiksuojamos rob. darbo programoje. Darbo metu roboto pavaros neužtikrina tikslių jo grandžių poslikių ir posukių. Del to atsiranda darbo įtaiso pozicionavimo paklaida tai yra jo padėtis erdvėje skiriasi nuo tos padėties kuri nustatoma darbo programoje apibendritųjų kordinačių reikš. Tokia pozicionavimo paklaida vadinama kinematine. Kinematinė paklaida būna: 1.Linijinė(LKP) 2. Kampinė (KKP). Šias paklaidas išsiaiškinsime remiantis tokia roboto schema(paveikslelis) pavaizduotas keturių judrumo L0 robotas , kurio apibendrintosios koordinatės yra: φ1 , Sz , φ3 , φ4 . su robotų griegtuvu susieta koordinačių sistema x,y,z nustato griebtuvo erdvėje bazinės koordinačių sistemos x0,y0,z0 atžvilgiu. Bazinė sistema susieta su R stovu.Dėl roboto grandžių pavarų paklaidų griebtuvas užima kitą padėtį erdvėje, kurią nustato koordinačių sistema x‘,y‘,z‘. r nustato roboto griebtuvo linijinę paklaidą, linijinę paklaida galima laikytimažu dydžiu ir ji apskaičiuojama pagal kelių kintamųjų funkcijos diferencialo formulę.r=r(qi).Užrašyme pilnojo diferencialo išraišką dr=ni=1(r/qi)qi. Formulė baigtiniais prieaugiais. r =ni=1(r/qi)qi. )qi-itosios apibendrintos koordinatės paklaida. Pozicionavimo paklaidą patogiau nustatyti dekarto koordinačių sistemoje.Griebtuvo:xg=f(1,3);yg= f(1,3). zg= f(S2,3). Pozicionavimo paklaidą išreikšime pagal pilną diferencijavimo formulę: X=(xg/1) 1+(xg/3) 3;y=(yg/1) 1+(yg/3) 3 ; z=(zg/S2) S2+(zg/3) 3 . Linijinė paklaida: =((x)2+(y)2+(z)2)1/2. Kampinę manipuliatoriaus paklaida yra vadinamas kampas kuriuo reikia pasukti griebtuvą, kad koordinačių sistemų x, y, z ir x‘,y‘,z‘ ašys būtų lygiagrečios.Kiekvienas roboto judrumo laipsnis turi autonominę pavarą , kuri užtikrina tam tikrą grandies pozicionavimo tikslumą.Šis tikslumas posūkio judrumo laipsniui apskaičiuojamas Si=Si/Di;Si- grandies poslinkis. Di-grandies padėties jutiklio atitikmuo poslinkiui Si diskretus skaičius. Pozicionavimo procese dalyvauja tieseeigio ir kampinio poslinkiu jurdumo laipsniai. Sumine roboto pozicionavimo paklaida: ∑=∑i=1nSi+∑i=1nφi . cia Si­-tiesiaeigio judesio judrumo laipsniu paklaidos dedamoji , φi-posukio judrumo laipsniu paklaidos dedamoji. 8. Roboto judrumo laisnių judesių parametrai: Prjektuojant robotą , kiekvienam judrumo laipsniui reikia nustatyti vidutinį technologinį (ciklinį)greitį , maksimalius greičius ir pagreičius. Norint apskaiciuoti maksimalų greitį ,pirmiausiai apskaič. Vidutinis ciklinis greitis: Vc=Si∑/tcv ; wc=φi∑/tcφ . Čia Si∑ ir φi∑ -suminis roboto griebtuvo linijinis ir kampinis poslinkiai ; tcv , tcφ –roboto ciklo trukmė , kai atliekami linijiniai ir kampiniai poslinkiai. Roboto griebtuvo poslinkiai apskaičiuojami pagal jo darbo programą , atsižvelgiant į aptarnaujančių įrenginių komponavimą. Ciklo dedamosios tcv ir tcφ nustatomos pagal technologinius reikalavimus , atsižvelgiant į roboto įdiegimo rentabilumą: tcv=toc/Kn ; tcφ=toφ/Kn . Čia Kn-darbo našumo padidėjimo koeficientas ; toc ir toφ – ciklo dedamųjų trukmė , kai įrengimą aptarnauja žmogus. Maksimalūs grandžių greičiai ir pagreičiai apskaičiavimi pagal realius grandžių judėjimo dėsnius. (pav. grafikas) šiame grafike t0-t1 yra grandies išsibėgėjimo laikas ; t1-t2- grandies judėjimo maksimalus greitis. t2-t3 - grandies judėjimo stabdymo laikas. Inžinieriams skaičiavimas įsibėgėjimo ir stabdymo krievės yra pakeičiamos tiesinėmis priklausomybėmis. Kai žinoma Vvid . (t01+t12+t23) = Vmax(t01/2+t12+t23/2);t12/t01 yra lyg K2 ; t23/t01 yra lygu K3. Vvid (1+t12/t01+t23/t01)= Vmax/2(1+2t12/t01+ t23/t01) ; Vvid(1+K2+K3)=(Vmax /2)(1+2K2+K3); Vmax=(2Vvid(1+K2+K3))/1+2K2+K3.Koeficientai K2 , K3 reikšmės priklauso nuo grandžių posūkių ar poslinkių dydžių K2 būna nuo 0...5. Kai poslinkiai maži K2 imamas  0. o kai dideli K2=5. Koeficientas K3 būna 1..1.5.Jo reikšmę lemia roboto pozicionavimo tikslumas.Didelio pozicionavimo tikslumo roboto poslinkį pabaigoje yra mažinamas grandies judėjimo greitis tuomet K3 bus didesnis.Vmax=1,25 Vvid .Kai poslinkiai nedideli K3=1, tuomet Vmax=2Vvid. Praktikoje dažnai pasitaiko toki darbai kai R darbo cikle kartojasi maži ir dideli poslinkiai, tuomet skaičiavimai atliekami pagal vidutinį poslinkį.Svid=(ni=1Si)/n. Si- ciklo poslinkių dedamosios. n – poslinkių skaičius. Šiuo atveju koeficientų K2 ir K3 reikšmės priklauso nuo santykio.Smax/Svid. Žinant Vmax galima apskaičiuoti vidutinį pagreitį įsibėgėjimo metu.avid=Vmax/tišs. tišs-išsibėgėjimo laikas prikauso nuo pavarų tipo. Hidraulinėm ir pneumatinėm pavarom tišs= 0,15...0,25s. O elektrinėm tišs=0,3...0,5s. Pgal vidutinius pagreičius paskaičiuojame maximalius grandies pagreičiu amax=avid*Ka. Ka- koeficientas, nustatomas iš greičio grafko. Su elektrinėm pavarom Ka= 1,5...2, o pneumatinėm ir hidraulinėm nuo 1,2...1,3. 9. Roboto kinematinės struktūros ir komponavimo pasirinkimas. Dauguma technologinių operacijų galima atlikti įvairios komponavimo struktūros R. Dažnai reikia parinkti arba nustatyti R kinematinę struktūrą, kuri užtikrintų max pozicionavimo tikslumą, max greitoveiką ar kitus optimalius parametrus. Be to parenkant kinematinę struktūrą dar reikia atsižvelgti į R darbo zonos formą, į įrengių aptarnavimo patogumą ,darbo įtaiso trajektorijos atitikimą technologiniu procesu ir t.t. Nagrinėsime R kinematinį parinkimą pagal du kriterijus: pozicionavimo tikslumą ir greitoveiką (paveiksliukas ). apskaičiuosime šios kinematinės struktūrosroboto pozicionavimo struktūrą. Griebtuvo koordinatės išreiškiamos per apibendrintas koordinates t.y.Grandžių posūkiais 1, 2 ir poslinkiu S3. xg=S3cos2*cos1; yg=S3cos2*sin1; zg=k1+S3sin2. Difriancijuojant šias išraiškas pagal apibendrintas kordinates apsk. pozicionavimo paklaidą kordinačių ašių kryptimis.x=S3cos 2cos 1-S3sin22cos1- S3sin11cos2. Šiose išraiškose dar nėra žinomi posūkio kampai 1, 2 ir poslinkis S3. Be to šiose išraiškose nėra žinoma S3 , 2 ir 1. Dėl to šiuos nežinomuosius reikia apskaičiuoti, kad galėtume nustatyti pozicionavimo paklaidas. S3cos 2cos 1=x1; S3cos 2sin 1=y1; k1+S3sin 2=z1.Šiose trijose lygtyse yra 3 nežinomieji t.y. poslinkis S3 ir posūkių kampai 1 ir 2. Iš šių lygčių apskaičiuoajmi nežinomi dydžiai. Žinant apibendrintas koordinates ir žinant jutiklių kurie kontrliuoja minėtus poslinkius ir posūkius diskretinį skaičių galima apskaičiuoti: 1=1/D1; 2=2/D2; S3=S3/D3. Šie dydžiai apibūdina paklaidas dėl jutiklių diskretiškumo. Galima apskaičiuoti paklaidos modulį. S=((x)2+(y)2+(z)2)1/2.Detalės padavimą į darbo zona gali atlikti ir kitos kinematinės struktūros. Pagal auūkštesnę metodiką yra apskaičiuojamas pozicionavimo tikslumas. xg=(l2cos2+l3cos3)cos1; yg=(l2cos2+l3cos3)sin1. Zg=l1+l2∙sinφ2-l3sinφ3 . Apskaičiavus kelių kinematinių struktūrų roboto kinematinę struktūrą , galima parinkti tokią kinematinę struktūrą , kuri užtikrina mažiausią pozicionavimo paklaidą. Roboto greitaveikos įvertinimui nustatomas laikas , kai atliekami nustyti judesiai . Bendruoju atveju detalės pernešimo laikas t apskaičiuojamas: t=∑i=1n∙Si/vi+(∑nφili/vi). Čia li-grandies galo atstumas nuo sukimosi ašies. Palyginę kelių kinamatinių struktūrų Roboto kinamatiką galime parinkti geriausią kinematinę strktūrą šiuo požiūriu. Skaičiuojant laiką t reikia tsižvelgti į tai , kad kai kurių grandžių judesiai persidengia. 10. Roboto mechaninė laikymo sistema: Analogiškai žmogui roboto mechaninė sistema yra skirstoma į dalis: Mechaninė laikymo sistema. MLS arba skeletas. Vykdomąją sistemą VS analogiškai žmogaus raumenų sistemai. Mechaninė laikymo sistema nustato roboto manipuliatoriaus struktūrą bei darbo zoną. Ant šios sistemos montuojami vykdymo sistemos elementai. Vykdymo sistema suteikia roboto grandims posūkius , nustatytais greičiais ar pagreičiais.Vykdymo sistemą sudaro grandžių pavaros. Dažniausiai kiekviena roboto grandis turi atskirą pavarą. Pavarą sudaro judesio šaltinis, perdavimo mechanizmai, mechanizmai suteikiantys betarpiškai grandžių judesius , t.p. movos , stabdžiai ir k.t . Nors mechaninė laikymo sistema ir vykdymo sistemos funkcijos skiriasi , tačiau konstrukciniu požiųriu čios sistemos tampriai susietos. Prie vykdymo sistemos priskiriamos orientavimjo mechanizmo pavaros , o orientavimo mechanizmai tvirtinami mechaninės laikymo sistemos gale. Prie orientavimo mechanizmo montuojamas darbo įtaisas. Roboto mechanizmų konstrukcijose dar naudojami laisvumų panaukinimo įtaisai , kurie panaikina laisvumus krumpliaračių , sliekinių ir kt. Perdavų susikabinime. Laisvumams panaikinti gali būti naudojami automatiniai įtaisai , kurie naudojami betarpiškai mechaniškai , arba įtaisai sudarantys papildomas kinematines grandines skirtas laisvumų panaikinimui. 2.1 pav. Pavaizduotos mechaninės laikymo sistemos. 2.2. pav. Roboto grandžių sujungimo būdai.( c) gali būti bazuojama dviejuose radialiniuose ar radialiniuose atraminiuose guoliuose 2 , įmontuotas korpuse 1 . d) parodyta platformos 1 bazavimo konstrukcija specialiame radialiniame guolyje , kurio rutuliukai juda takeliais , sudarytais iš perpjautų žiedų 2 ir 4. Žiedai 2 įmontuoti platformos griovelyje , o žiedai 4 –korpuse 6 . judamoji roboto grandis 3. e) gali būti bazuojama dviem eilėmis rutuliukų 5 , sudėtų seperatoriuje 6 . Rutuliukai slankioje korpuse 2 ir judamosios grandies 3 paviršiais. Tarpeliai riedėjimo guoliuose panaikinami įveržiant riedėjimo kūnus , naudojant tarpines 5 . Paveiksliukuose 2.2 ( f ir i) pavaizduotos nejudamos roboto grandžių sandūros . Sandūroje grandys fiksuojamos kaiščiais (f) , pleištais (g) , cilindriniais (h) , ar kūginiais (i) sujungiamųjų dalių paviršiais. Įveržimo jėga sandūroje reguoliuojama varžtais. 11. Roboto grandžių skerspjūvių ir masių apskaičiavimas: Projektuojant robotus reikia, nustatyti jo grandžių mases. Greičių masės lemia inercijos jėgas kurios turi įtaką roboto elementų stiprumui bei standumui. Greičių masės yra nustatomos apytiksliai skaičiuojant mechaninės laikymo sistemos standumą ir atsižvelgiant į roboto pozicionavimo tikslumą. Pirmiausiai sudaroma apytikslė skaičiavimo schema atsižvelgiant į roboto grandžių išsidėstymą , jų max poslinkius ir posūkius. Kaip pvz:. (paveiksliukas). Pagal čią schemą sudaroma rėmo mechanininė laikymo sistemos skaičiavimo schema , kurią sudaro besvoriai tam tikro standumo strypai. Strypų ilgiai imami tokie, kurie atitiktų max grandies poslinkiui. Strypų vaizduojančių posūkio grandis , padėtis priklauso nuo grandies posūkio kampo. Reikia sudaryti tokią skaičiavimo schemą , kuri nustatytų max grandžių deformacijas , o tuo pačiu ir max griebtuvo centro poslinkį erdvėje atsirandantį dėl šių deformacijų. Šioje chemoje pažymimos tik dvi masės , kurios toliausiai nutolusios nuo roboto stovo ir turi max įtaką grandžių deformacijoms. Masė m-taip vadinama roboto kėlimo galia , kurią sudaro manipuliavimo objekto ir griebtuvo masių suma. Ši kėlimo galia apskaičiuojama: m=Kg∙Kp∙mo . Čia mo-objekto masė , Kg-koeficientas įvertinantis griebtuvo masę (Kg= 1,1...1,4) , Kp-koeficientas įvertinantis pavaro tipą ( Kp=1,3 pniaumatinėm pavarom , Kp=1,1 hidraulinėm pavarom). Mk- orientavimo mechanizmo masė . Ji iš anksto nežinoma ir apskaičiuojama apytiksliai pagal ampirinę formulę: mk=27∙Kp∙Kl∙Km∙Kt∙3/4√T/250 . Kp-koeficientas ivertinantis pavaro tipa , Kl- koeficientas ivertinantis orientavimo mechanizmo laisviu skaiciu , Km- koeficientas ivertinantis pavaros medziaga ir konstrukcinius ipatumus , Kt-koeficientas ivertinantis tarpelio perdavų susikabinimuose panaikinimo būdą , T-sukimo momentas orientavimo metu. Skaičiavimo schemose dar reikia parodyti veikiančias jėgas . Tai bus inercinės jėgos , kurios atsiranda judant roboto grandims . Jų dydis priklauso nuo pagreičių , skaičiavimams imamas tos grandies pagreitis , kuris sukelia max inercines jėgas. Jei pavaizduotoje schemoje max pagreitis bus Sz poslinkio , tai inercinės jėgos bus horizontalios. Jei max pagreitis bus sukantis roboto stovui φ1 , tai inercinės jėgos bus nukreiptos tų masių judėjimo trajektorijos liestinės kryptimi. Šiuo atveju posūkio kampinį pagreitį teikia perskaičiuoti į linijinį . Sudarytai skaičiavimo schemai yra nustatomas masės m poslinkis erdvėje. Prieš nustatant šį poslinkį reikia žinoti grandžių skerspjuvių matmenis . kadangi šie skerspjųviai nėra žinomi , tai pirmiausiai jie imami remiantis projektavimo praktika ar literatūros šaltiniais. Pagal priimtus grandžių skerspjūvius skaičiuojamas masės m poslinkis. Suminis griebtuvo poslinkis i kryptimi būna: ∑Δi≤(2...3)[Δ] ; Δ-leistinoji roboto pozicionavimo paklaida. Ši sąlyga tinka stakles aptarnaujantiems robotams . Jeigu pagal priimtus grandžių skerspjūvius ši salyga netenkinama , tai imamos kitų skersmenų reikšmės ir vėl tikrinama parašyta sąlyga. Pagal priimtus grandžių skerspjūvius kuriems esant tenkinama parašyta sąlyga apskaičiuojamos grandžių masės. mi=Ai(li+li‘)qi . Ai- grandies skerspjūvio plotas , li- grandies ilgis , li‘- įtvirtinimo dalies ilgis li‘=(2...2,5)bi , čia bi-max grandies skerspjuvio matmuo , qi-grandies medžiagos tankis. 12. Griebtuvo poslinkiai dėl roboto grandžių ir sandūrų deformacijų: Norint tiksliau apskaičiuoti griebtuvo poslinkius yra sudaroma patikslinta skaičiuojamoji schema. Šioje schemoje parodomos ne tik masės m ir mk , bet ir kitų roboto mechanizmų masės. Skaičiavimo schemoje jos fiksuojamos pagal realų tų mechanizmų išsidėstymą roboto konstrukcijoje. Be to skaičiuojant įvertinamos ir pačių roboto grandžių masės. Dėl to yra atliekamas grandžių paskirstytų masių diskretizavimas. Pastovaus skerspjuvio grandis yra pakeičiama besvoriu tam tikro standumo strypu , o grandies masė po lygiai sukoncentruojama jos galuose. Grandis kurios keičiasi skerspjuvio inercijos momentas yra pakeičiama taip pat besvoriu strypu susidedančiu iš kelių skirtingo standumo dalių . Atskirų dalių masės koncentruojamos tos dalies galuose. Dalių ilgiai parenkami taip kad jų skerspjuvių inercijos momentai skirtūsi nedaugiau kaip 1,5 karto. m1 , m2 , m3 – grandžių mechanizmų ir pavarų masės išdėstytos pagal realų jų išsidėstymą įskaitant ir grandžių mases. T.p kaip ir pirmuoju atveju yra pridedamos max inercijos jėgos veikiančios masių koncentravimo taškuose ir skaičiuojamas masės m vaizduojančios griebtuvo centrą poslinkis erdvėje dėl grandžių deformacijų. Tiek pirmoje tiek patikslintoje skaičiavimo schemoje strypų sujungimo vietos laikomos apsoliučiai standžiomis. Griebtuvo centro poslinkis priklauso ne tik nuo grandžių deformacijų , bet ir nuo tų grandžių sandųrų kontaktinių deformacijų. 2.3 pav. Judamos ir nejudamos roboto grandžių sandoros. (kai bazuojama atraminiuose ritinėliuose , a) pav. Dėl kontaktinių deformacijų atsiranda kampiniai poslinkiai φA ir φB ). Bendruoju atveju griebtuvo poslinkis apskaičiuojamas: Δik=φili . φi- grandies poskio kampas sandūroje , li- atstumas nuo sandūros centro iki griebtuvo centro. 13. Griebtuvo orientavimo mechanizmai:Šie mechanizmai orientuoja griebtuvą ir jame įtvirtintą objektą atsižvelgiant į roboto atliekamą technologinę operaciją. Šie mechanizmai tvirtinami manipuliatoriaus ar roboto rankos gale ir yra toliausiai nutolią nuo stovo. Prie šio mechanizmo flanšo yra tvirtinamas griebtuvas ar kitas darbo įtaisas. Orientavimo mechanizmai turi 1…3 judrumo l0 ir juos sudaro tik sukamosios kinematinės poros.Jų grandys sukamos cilindrinėmis ir kūginėmis krumpliaratinėmis , banginėmis , planetinėmis , sliekinėmis , grandininėmis , krumplinėmis diržinėmis pavaromis ir kt. Kai kurių mechanizmų sukimosi ašys yra palinkę viena kitos atžvilgiu kampu. 2.5 pav. Orientavimo mechanizmų kinematinės schemos. 2.6 pav. vieno judrumo l0 orientavimo mechanizmo konstrukcija.(suka griebtuvą apie ašį I . Jį sudaro šarnyras 3 , įmontuotas guoliuose 4 ,šarnyro gale pritvirtintas pnaumatinis cilindras 2 , prie kurio prijungtas griebtuvas 1 ). 2.7 pav. Dvikoordinatinis orientavimo mechanizmas.(suka griebtuvą apie ašis I ir II . sukamąjį judesį I ašies atžvilgiu suteikia pavaros 7,6,10,9 , kurių perdavimo santykis lygus dviem. Satelitas 10 , kurio ašis standžiai sujungta su svyravimo ašimi 8 , rieda nejudamai įtvirtintu krumpliaračių sektoriumi 9. Judesį ašies II atžvilgiu suteikia kūginiai krumpliaračiai 4,5,3 . Krumpliaratis 3 standžiai sujungtas su pniaumatiniu cilindru 2 , prie kurio tvirtinamas griebtuvas. ) 2.9 pav. Orientavimo mechanizmas su banginėmis krumplinėmis pavaromis: (orientavimo mech. Sukiojasi apie ašis I , II , III. Apie ašį I orientavimo mech. Sukiojamas kinematine grandine , kurią krumpliaračiai 1 ir 2 bei banginės pavaros generatorius 24. Lankstaus krumpliaračio 23 judesys perduodamas korpusui 20 , kuris yra sumontuotas ant guolių 22 korpuse 21. apie ašį II orientavimo mech. Sukioja kinematinė grandinė: velenas 5 , krumpliaračiai 19 , 17 ir banginės pavaros generatorius 16. Korpusiui 8 judesys perduodamas nuo lankstaus banginės pavaros krumpliaračio 15. šis korpusas sumontuotas specialiame radialiniame atraminiame guolyje 7. sukimąsi apie ašį III perduoda kinamatinė grandinė : krumpliaračiai 4,3,6,18,9,10, banginės pavaros generatorius 11. flanšas 14 , prie kurio tvirtinamas griebtuvas , sukamas lanksčiu krumpliaračiu 12 .Jis sumontuotas ant guolių 13. ). 14. Orientavimo mechanizmų konstravimas: Konstruojant orientavimo mechanizmą pirmiausia atsižvelgiant į loginius reikalavimus parenkamas judrumo laipsnių skaičius , mechanizmo kinematinė schema , nustatomi posūkių v ir a. Kiekvienam orientavimo mechanizmui judrumo lo yra naudojama atskira pavara. Todėl reikia nustatyti kiekvienos pavaros šaltinio galią , apskaičiuoti pavarą sudarančių elementų stiprumą . Pirmiausiai sudaroma orientavimo mechanizmo judrumo lo skaičiavimo schema. Pradedama nuo to judrumo lo kuris yra susietas su mechanine laikymo sistama išėjimo grandimi. Skaičiavimo schemoje nurodomi masių koncentaravimo taškai , jų atstumai iki sukimosi ašių parodomi manipuliatoriaus grandžių pagreičiai kurie turi įtaką orientavimo mechanizmo skaičiavimui. Nagrinėsime 1 judrumo lo orientavimo mechanizmo išėjimo grandį z apkrovų 1 veikiančių nustatymą. Pagal šias apkrovas parenkamas judesio šaltinis t.p. skaičiuojami visi orientavimo mechanizmo elementai (paveiksliukas). Nuo variklio perdavimo mechanizmo kuris vaizduojamas krupliaratine pavara , sukamas orientavimo mechanizmas velenas įtvirtintas guoliuose. Su juo susieta grandis prie kurios pritvirtintas griebtuvas , čia m-roboto kėlimo galia , kuri įvertina ne tik objekto bet ir griebtuvo masę. az , ay – pagreičiai kurie atsiranda judant manipuliatoriaus prie kurio tvirtinamas orientavimo mechanizmo grandims ir kurie turi įtaką arientavimo mechanizmo išėjimo grandies apkrovoms. Norint parinkti variklį reikia apskaičiuoti apkrovas , kurios priešinasi orientavimo mechanizmo posūkiui. Apskaičiuosim šio veleno pasipriešinimo momentą T. Pasipriešinimo momentą T sudarys statinė ir dinaminė dedamosios T=Ts+Td ; Ts=mg∙ly ; Td=mε∙l2+m∙az∙ly+may∙lz+Ix∙ε . Ix- veleno inercijos momentas apie x ašį. Ix=mR2/2 ; R-veleno skersmuo . Kai veleno skersmuo nevienodas , tai praktiniams skaičiavimams galima imti vidutinį skersmenį ir apskaičiuoti veleno inercijos momentą I. Apskaičiuotas orientavimo mechanizmo veleno pasipriešinimo momentas T . Variklį reikia parinkti pagal variklio veleno pasipriešinimo momentą. Tv=T/i ; i-krumpliaratinės perdavos perdavimo santykis. Šiuolaikinių robotų w=1,5…2,5 rad/s , ε=7…20 rad/s2 . Konstruojant orientavimo mechanizmą rekomenduojama imti kuo mažiau kinematinių elementų , krumpliaračių ir kitų elementų perduodančių judesius susikabinimuose panaikinti tarpelius , t.p. reikia įveržti guolius , numatyti priemones prieš varžtų atsisukimą. Judesio šaltinis bus hidro variklis . Reikia apskaičiuoti max jėgą kurią turi sukelti judesio šaltinis. Sukamąjį judesį reikia transformuoti sukamąjį judesį . Reikia naudoti krumpliaratinę pavarą. Tokiu atveju apskaičiuotas orientavimo mechanizmo veleno pasipriešinimo momentas yra perskaičiuojamas į stūmuoklio pasipriešinimo jėgą. 15. Roboto vykdomoji sistema: Vykdomoji sistema suteikia roboto grandims bei darbo įtaisui nustatytus judesius tam tikrais greičiais ir pagreičiais ir užtikrina roboto pozicionavimo tikslumą. Vykdomąją sistemą sudaro pavaros. Vykdymo sistemos elementai , t.y. judesio šaltiniai , perdavimo mechanizmai , movos, ir t.t. gali būti montuojami betarpiškai ant roboto grandžių , kai kurių roboto judesio šaltiniai montuojami ant pagrindo , nuo kurių diržinėmis , grandininėmis ir kitokiomis perdavomis judesiai perduodami roboto grandims bei orientavimo mechanizmui. Sukurti šiuo metu efektyvūs elektros varikliai , kurie tiesiogiai montuojami roboto grandžių sujungimuose ir betarpiškai judesį perduoda drandims. Judesių šaltiniai ir kiti mechanizmai išdėstomi taip kad reiktų mažiau kinematinio ryšio elementų tarp judesio šaltinių. Kai robotai turi ranką , tai judesio šaltiniai ir kiti mechanizmai išdėstomi virš rankos sukimosi ašies. Šiuo atveju elementus reikia išdėstyti taip kad statinį momentą nuo orientavimo mechanizmo manipuliavimo objekto ir griebtuvo kompensuotų judesio šaltinių bei pavarų masė. Dėl to orientavimo mechanizmas ir griebtuvas išdėstomi viename rankos gale , o judesio šaltiniai bei pavaros kitame gale. Judesys nuo šaltinio orientavimo mechanizmo perduodamas transmisiniais velenais.vykdymo sistemos komponavimo variantai: 2.11 pav. Robotų su cilindrine koordinačių sistema komponavimo schemos ;(Ant pasisukimo mechanizmo 9 sumontuota pakėlimo mechanizmo kreipiamji 8 , ant kurios tvirtinamas korpusas . Prie korpuso 7 montuojamas korpusas 4 , kuriame įtaisytas vertikalaus poslinkio mechanizmas 1 ir vamzdžio formos rankos kreipiamoji 5 . Prie priekinio kreipiamosios 5 galo pritvirtintas griebtuvo orientavimo mechanizmas 6. prie kito kreipiamosios galo sumontuotas orientavimo mechanizmo 6 judesio šaltinis ir pavara. Judesys šiam mechanizmiui perduodamas velenu 3 . ) . 2.12 pav. Robotas su sferine koordinačių sistema. (Šis robotas su išstumiama ranka turi šešis judrumo laipsnius : keturis transportavimo (sukimasis apie vertikalią ašį , rankos svyravimas apie horizontalią ašį , skersinis poslinkis ir rankos išstūmimas) ir du orientavimo (griebtuvo sukimosi apie dvi tarpusavyje statmenas ašis. Platforma 1 sukasi apie vertikaliąją ašį ant riedėjim guolių. Šaltinio 2 judesys jai perduodamas per krumpliaračius 3. Platformai judesys perduodamas dviem lygiagrečiomis kinematinėmis grandimis. Vienoje iš jų yra įmontuotas iš anksto susuktas torsionas , kuris įveržia kinematinę grandinę ir pašalina joje tarpelius. Ant platformos 1 pastatytas skersinio poslinkio mechanizmo korpusas 4 . Prie galinės šio mechanizmo grandies pritvirtinti du kronšteinai 5 ,kuriuose ant rutulinių guolių montuojamas roboto rankos korpusas 8. Ant vieno kronšteino sumontuota rankos išstūmimo pavara , ant kito –rankos hidraulinės pavaros maitinimo mazgas. Riedėjimo sraigto mechanizmas 7 sukioja ranką vertikalioje plokštumoje. Rankos korpuse 8 įtaisytos orientavimo judesių pavaros , kurios per šešebriaunius velenus suteikia judesį griebtuvo orientavimo mech. 6.) . 2.13 pav. Robotas su vertikaliomis rankos šarnyrų ašimis. (pagrindas 14 , kolona 12 , kuria juda ranka , susidedanti iš peties 6 ir alkūnės 3 . Prie alkūnės tvirtinama galvutė su griebtuvu . Petys 6 šarnyru sujungtas su rankos vertikalaus poslinkio mechanizmo korpusu 11 ir apie vertikalią ašį yra sukamas nuolatinės srovės variklio 8 per banginį reduktorių 7 . alkūnė 3 šarnyriškai įmontuota į peties 6 korpusą ir nuolatinės srovės variklio 5 sukama apie vertikalią ašį per banginį reduktorių.) 2.14 pav. Portalinis pniaumatinis robotas. ( juda traversa su vienu bėgiu 19 , kurio ant ritinėlių 17 krumpliastiebine pavara 20 , 22 stumdomas vežimėlis 21 . šią pavarą per reduktorių 12 suka elektros variklis 13. Ant vežimėlio 21 sumontuota plokštelė 15 , prie kurios pritvirtinti išstumiamų rankų korpusai. Su plokšte šarnyru sujungtas pneumatinis cilindras 16 , pasukantis ją kartu su ranka 270 kampu nuo vertikalės. Apatinėje rankos dalyje guoliuose sumontuotas suklys 1 . ranka 14 vertikaliai slankioja kreipiamosiomis 18. suklyje tvirtinamas griebtuvas 24. suklį suka pniaumatinis cilindras 5 per ktumpliastiebinę pavaą 6. ) 16. Roboto pavarų parinkimas ir projektavimas: Robotams naudojamos elektromechaninės , hidraulinės ir pniaumatinės pavaros. Pniaumatinės pavaros nestandžios ribotas programavimo lankstumas , tačiau jos pigios , paprastos ir patikimos. Pniaumatinės pavaros naudojamos nedidelės kėlimo galios iki 10...15 kg kėlimo robotuose. Hidraulinės pavaros sudėtindesnės ir brangesnės , jos plačiausiai paplitę didesnės galios robotuose. Hidraulinės pavaros lengvai valdomos esant poziciniam ir kontūriniam darbo rėžimui. Užtikrina geras roboto dinamines charakteristikas. Pozicinis rėžimas- toks , kai darbo įtaisas nustatomas tam tikrame darbo zonos taške , o jo slinkimo trajektorija gali būti bet kokia. Kontūrinis rėžimas , kai darbo įtaisas perkialiamas erdvėje nustatyta trajektorija. Pastariausiais metais įvairios kėlimo galios robotuose plačiai naudojamos elektromechaninės pavaros . Tai susiję su roboto naudojamų elektros variklių technine pažanga. (Paveiksliukas) . Elektrinė perdava sukioja roboto grandį ε apie horizontalią ašį. Ant šios grandies tvirtinama masė pažymėta m . kitame grandies gale pažymėta jėga Q kuri atsveria masės m statinį poveikį. Jėgos Q gali ir nebūti. Apskaičiuosime su grandim susieto veleno pasipriešinimo momentą T­i­ ; Ti=Tis+Tidi , čia Tis- statinė dedamoji , Tidi- dinaminė dadamoji. Statine dedamaja sudarys mases m ir jegos Q momentas apie sukimosi asi. T.p. trinties momentas grandies atramoje. Tis=mgln-Qla+Ttr; Ttr nera zinomas. Norint ji apskaiciuoti reikia nustatyti atramines grandies reakcijas. Sios reakcijos priklauso nuo atramos konstrukcijos. Zinant sias rekcijas ir trinties koef. atramoje, galima apskaiciuoti Ttr. Dinamine dedamoji Tid atsiras del grandies pagreicio : Tid=mlm2; lm=a; Norint parinkti varikliu momenta Ti reikia redukuoti variklio velenui. Redukuojant si momenta neturi pasikeisti sistemos kinematine energija. Tii=Tvv; 2) Roboto grandis slankioja vertikaliai (paveiksliukas). Variklis per perdavimo mechanizma ir krumpliastiebine perdava paslenka grandi aukstyn-zemyn pagreiciu a. Ant grandies tvirtinamu mechanizmu mase pavaizduota m. Grandies statinio balansavimo jega Q. Pirmiausiai pirmiausiai apskaiciuojamas varomojo krumpliaracio veleno pasipriesinimas. Ti sudaro dvi dedamosios: Ti=Tis+Tid; Tis=(mg-a)D/2; Tid=maD/2; 3) Grandies poslinkis horizontalia kryptimi (paveiksliukas). Ti=Tis+Tid; Tis=FtrD/2; Tid=maD/2; Tv=Ti1/i; Elektros variklius leidziama perkrauti, del to renkant varikli reikia ivertinti perkrovimo keof.: Tv(Ts+Td)/Kp; Kp perkrovimo koef. Cia isnagrineti visi atvejai kai juda tik viena grandis. Jeigu prie pavaizduotos grandies yra prijungtos kitos grandys, tai reikia ivertinti ir kitu grandziu sukeliamus momentus. 17. Hidro pavaru parametru nustatymas: Robotuose dazniausiai naudojamos elektrohidraulines sekos pavaros su hidrocilindrais ir pasukamaisiai hidro varikliais, ir elektrohidraulines zingsnines sukamojo ir tiesiaeigio judesio pavaros. Norint nustatyti hidro pavaru parametrus, reikia zinoti kiekvienos grandies: Vmax, Fmax, Tmax. Skaiciuojant maksimalias apkrovas reikia ivertinti ne tik inercines jegas bet ir trinties jegas tarp stumoklio ir cilindro, o taip pat tarp sandarinimo ziedo. ‘Fmax=Fa+Ftr; Pagal max apkrovas reikia apskaiciuoti slegi hidrocilindre, kai zinomas jo skersmuo, arba hidrocilindro skersmeni kai zinomas perduodamo skyscio slegis. Tarkim kad yra zinomas cilindro skersmuo dc. Norint apskaiciuoti slegi reikia parasyti jegu pusiausvyros lygti, t.y. hidrocilindro stumoklio isvystoma jega turi nugaleti max pasipriesinimo jega: Fmax=dc2p/4; Hidrocilindro ilgis L(18...20)dc. Daugiau didinant hidrocilindro ilgi atsiranda virpesiai. Kai grandziu eigos yra dideles ir reikia cilindro kurio matmenys virsija uzrasyta salyga, yra naudojamos kartu su hidrocilindru dvi krumpliastiebines perdavos, kurios leidzia dvigubai padidinti grandies poslinki lyginant su stumoklio eiga. 18. Pneumatiniu pavaru parametru nustatymas: Robotuose gali buti naudojami pneumo cilindrai ir posukio pneumo varikliai. Pneumo pavaru parametrai nustatomi savitai. Del oro spudumo esant tiems patiems judejimo greiciams ir pasipriesinimo jegoms, galima naudoti ivairiu skersmenu pneumo cilindrus keiciant oro perdavimo i pneumo cilindra angos aep, ir oro istekejimo angos aei skerspjuvio plotus. Parenkant pneumo pavaros parametrus, reikia nustatyti stumoklio plota ir angu aei plotus. Sie parametrai nustatomi pagal bemaciu dydziu santykius. Tam naudojamos priklausomybes: Uy=aep∙a1 , 1/λ=As∙a2 , Ω=aei/aep . Uy- bematis oro padavimo angos skersmuo; 1/λ-bematis stumoklio plotas , Ω- bematis dydis. a1 , a2- konstrukciniai parametrai , kurie apibudina pniaumo pavaros konstrukcija. a1=(K∙pm)/(Fmax∙vvid ) . a2=pm/Fmax ; K‘ =755 m/s ; Fmax- max pasipriesinimo jega , Vvid- vidutinis grandies greitis , K‘- max oro tekejimo greitis , pm- oro slegis magistraleje. Pirmiausiai apskaiciuojami konstrukciniai parametrai a1 , a2 . Nustatoma Fmax ; Fmax=Fa+Ftr ; Fa- naudingos apkrovos jega, Ftr=3,5√Fa . Atsizvelgiant i pniaumo cilindro konstrukcija nustatomas bematis dydis Ω ; Vienpusio pniaumo cilindro Ω=0,5 ; dvipusio Ω=1,0. 19. Optimalaus perdavimo santykio nustatymas: Kai judesio saltinis yra greitaeigis elektros variklis, reikia teisingai parinkti perdavimo mechanizmo jungiancio varikli ir vykdymo grandi perdavimo santyki. Naudojant krumpliastiebine perdava, vykdymo grindimi gali buti sios perdavos: krumpliaratis arba krumpliastiebis. Kai grandis slenka, tai vykdymo grandis bus krumpliaratis, kuris vercia judeti su sia grandimi susieta krumpliastiebi. Kai grandis atlieka sukamaji judesi, o judesio saltinis hidro ar pneumo cilindras, vykdymo grandis bus krumpliastiebis, kuris sliukdamas suka platforma ar velena betarpiskai sujungta su judancia grandimi. Nustatant optimalu perdavimo santyki reikia atsizvelgti i redukuota variklio veleno inercijos momenta. (brezinys) Cia nuo variklio per krumpliaratine perdava yra sukamas velenas, su kuriuo sujungta roboto grandis. I1 – besisukanciu roboto daliu inercijos momentas. Si inercijos momenta redukuosime veriklio velenui. Redukuojant neturi pasikeisti sistemos kinetine energija. Iv2/2=I112/2; Iv – veriklio velenui redukuotas inercijos momentas. Iv=I11/i2; Panasiai redukavimas atliekamas ir tiesiaeigio mechanizmo pavarai. (brezinys) Variklis V per pavaros sraigto mechanizma stumdo mase m, vaizduojancia roboto grandies ir prie jos pritvirtintu daliu mase. Kinetiniu energiju lygtis: Iv2/2=mv2/2; v/=; -redukuotas spindulys. Is siu pavyzdziu matosi, kad didinant perdavimo santyki i, redukuotas variklio veleno inercijos momentas mazeja 1/i2. Tokiu budu reiskia kad trumpeja grandies isibegejimo laikas, nes sukamojo judesio atveju inercijos momentas yra inercijos matas. Taciau is kitos puses, didejant perdavimo santykiui i, mazeja judancias grandies nominalus greitis. Mazinant perdavimo santyki i, grandies nominalus greitis dideja, taciau dideja isibegejimo ir stabdymo laikai. Del to reikia parinkti optimalu perdavimo mechanizmo perdavimo santyki, kad butu min grandies judejimo laikas: tc=tis+ts+tp; tp-judejimo nominalus laikas judant nominaliu greiciu. (grafikas) šiuos laikus isreiskus greiciais bei pagreiciais, t.p. pritaikius sukamojo ar slenkamojo judesio dinamikos lygtis, gaunama optimalaus perdavimo santykio formule: i=3√(5∙wv2∙Ia/[φ(Td-Ttr)η]) . η-pavaros naudingumo koeficientas , wv-variklio kampinis greitis , ia- besisukanciu daliu inercijos momentai , Td- variklio veleno dinaminis momentas atsirandantis del isibegejimo ir stabdymo , Ttr- trinties pasipriesinimo momentas , φ-vykdymo grandies posukio kampas . Paveiksliukas...Siuo atveju krumpliastiebis buna sujungtas su roboto grandimi. Grandies poslinkis S su krumpliaracio posukio kampu φ yra susietas priklausomybe: S=φ∙d/2 ; φ=2S/d=2S/mz ; m-modulis , z-krumpliu skaicius. Jei yra sraigtine pavara (paveiksliukas) φ=2πs/tsr ; apskaiciuotas optimalus perdavimo santykis i isskaidomas perdavimo mechanizma sudarancioms perdavoms. i=i1∙i2∙i3...in. 20. Roboto mechaniniai griebtuvai: Roboto griebtuvas yra tvirtinamas prie manipuliatoriaus ar rankos gale esancio orientavimo mechanizmo. Griebtuvas paima ir laiko erdveje pernesama objekta. Kai manipuliavimo objektai buna ivairios formos, matmenu bei konfiguracijos, gali buti naudojami keiciamieji greibtuvai, del to kartu su robotu yra pateikiamas keiciamuju griebtuvu komplektas. Taciau dazniausiai naudojami universalus griebtuvai, kurie skirti tam tikro tipo detaliu manipuliavimui. Kai kada naudojami griebtuvai su keiciamaisiai elementais. Pagal poveikio objektui poveiki, griebtuvai skirstomi i keturias grupes: 1) mechaniniai; 2) vakuuminiai (pneumat); 3) magnetiniai; 4) griebtuvai, kurie isnaudoja tam tikras objekto mechanines savybes. Roboto griebtuve pernesame detale gali buti palaikoma is apacios, uzspaudziama ziaunomis ar kitais elementais is dvieju pusiu, arba apimama is visu pusiu. Griebtuvas turi taip suspausti detale, kad ji neiskristu isibegejimo ir stabdymo momentu kai buna max pagreiciai ir inercijos jegos. Griebtuvo mase ir gabaritus pagal galimybe reikia mazinti. Griebtuvas yra toliausiai nutoles nuo roboto stovo, del to mazejant jo masei, mazeja inercijos jegos ir roboto grandziu bei sujungimu deformacijos. Tarp griebtuvo ziaunu objektas gali buti laikomas trinties jegomis, vakuumu arba elektromagnetinemis jegomis. Norint sumazinti griebtuvo uzspaudimo jega, objektai gali buti fiksuojami griebtuve kinematiskai, elektromagnetinemis arba kinemagnetinemis jegomis. Mechaniniuose griebtuvuose objektai laikomi jiems betarpiskai kontaktuojant su ziaunomis ar kitais elementais. Konstrukciniu poziuriu griebtuvai buna: sarnyriniai, krumpliaratiniai, sraigtiniai ir kt. 3.1 pav. Nevaldomas griebtuvas. ( detalė suspaudžiama spyruoklėje 2 , kuri prispaudžia žiauną 3 kartu su detale prie žiaunos 1. ). 3.2 pav. Hidraulinis sarnyrinis griebtuvas. ( šis griebtuvas yra greitaeigis , patikimai paima objektą. Be to objektas savaime nusistato. Jį sudaro korpusas 5 stūmoklis 2 su kotu 3 , spyruoklė 4. korpuso grioveliuose ant ašių 7 sumontuotos žiaunos 8 ir 9 . Mažieji žiaunų pečiai per plokšteles 6 šarnyriškai sujungti su kotu 3 . detalei suspausti mažieji pečiai nustatomi horizontaliai. Šioje padėtyje griebtuvas užfiksuojamas , kad neatsidarytų veikiamas inercijos jėgų.) 3.3 pav. Griebtuvai su sarnyriniais ir krumpliaratiniais mechanizmais. ( tokie griebtuvai naudojami įvairios nomenklatūros dėžėms su lygiarečiais šonais (plokštės , dėžės) paimti. Suspaudimo jėgą sukelia pneumatiniai ir hidrauliniai cilindrai. 3.4 pav. Nusistatantysis griebtuvas su lankscia juosta. ( sudaro tampri lanksti juosta 1 , kurios galai pritvirtinti prie nejudamo elemento 2 . slankiojamo judesio varančiojo mechanizmo slankusis elementas 3 prijungtas prie juostos perlenkimo vidurio. Du kraštiniai juostos perlenkimai veikia kai žiaunos. ) 3.5 pav. Griebtuvas su papildomais funkciniai elementais. ( Žiaunos atsidaro , kad jį būtų galima priartinti prie objekto , ir poto jį suspaudžia. Veikiamas slėgio , cilindro 1 kotas 3 slenka žemyn ir traukia kulisę 4 su ritinėliais 5 iki atramos 2 . Tuo pačiu metu tolsta vienas nuo kito šarnyrai 12 kartu su žiaunomis. Kotui toliau judant , spaudžiama spyruoklė 6 , o pleištas 7 stumia ritinėlius 5 kulisės kreipiamosiomis . dėl to šarnyrai 12 artėja judėdami tiese , lygiagrečia su ritinėlių judėjimo trajektorija.) . 3.6 pav. Reguliuojamas nusistatantis griebtuvas.( griebtuvą sudaro simetriškai išdėstyti šarnyriniai daugiagrandžiaimechanizmai : varančioji grandis 4 , varomosios grandys 8 , 9 , žiaunos 10 , sliekas 2 , krumpliniai sektoriai 1, 3 , standžiai sujungti su varančiosiomis grandimis. Slieko ašis baigiasi sraigtu 6 , o sraigtinės poros veržlė 5 įtaisyta kreipiamosios ir standžiai sujungta su prizminia atrama 7 . slieką sukant tuo pačiu metu judesys perduodamas žiaunoms 10 ir prizminei atramai 7 . jos poslinkis suderintas su žiaunų poslinkiu taip kad detalės paėmimo momentu atstumai nuo jos centro iki žiaunų kontakto taško ir prizminės atramos būtų lygūs. ). 3.7 pav. Griebtuvas su diferencialiniu mechanizmu. ( tai griebtuvai kurie gali paimti detalę nevienodai nutolusią nuo žiaunų. Varančiojo veleno judesys per kūginiu krumpliaračius 1, 2 perduodamas korpusiui 3 . Jame įtaisyti satelitai 7 perduoda judesį pusašių 6 krumpliaračams 4. Pusašių atramos yra diferencialo korpuse . Nuo pusašių per sraigtines pavaras stumdomos žiaunos 8 . objekto paėmimo metu jos juda priešpriešais. Viena iš jų peliečia objektą ir sustoja. Antroji žiauna prisilietusi prie objekto , jį suspaudžia. 3.8 pav. Replių pavidalo mechaninis griebtuvas. ( jis yra savistabdis ir dėl to nepavojingas tais atvejais kai netikėtai nutrūksta suslėgto oro tiekimas į pniaumatinį cilindrą. Pnaumatinio cilindro judesys perduodamas šliaužikliui 1 , sujungtam su traukėmis 2 , kurios per šarnyrus 3 vekia svirtis 4 . ant jų sumontuotos žiaunos 5. suspaudžiant ruošinį , svirtys 2 būna pasvirusios 5...70 kampu , dėl to griebtuvo svirtinė sistema yra savistabdė. Žiaunų tarpusavio padėtis reguliuojama sraigtu 6 , kuris leidžia pasukti svirtį 7 apie šarnyrą 8. ) 21. Griebtuvo laikymo jegu nustatymas: Objektas griebtuve gali buti ivairiose padetyse. Skiriamos trys pagrindines objektu laikymo schemos: paveiksliukai a) –objektas laikomas griebtuvo ziaunomis , o trinties jo laikymui 5takos beveik neturi; b)- taip pat laikoma ziaunomis , taciau Ftr turi nezymia itaka ; c)- objektas laikomas tik Ftr jegomis . nagrinesime griebtuvo jegu apskaiciavima kai objektas laikomas tik Ftr jegomis (c). Pirmas atvejis , kai be sunkio jėgos G veikia inercinė jėga nukreipta žemyn.Ši jėga atsiranda dėl pagreičio av , judant vertikalia kryptimi vienai iš R grandžių. Griebtuvo laikymo jėga turi būti tokia, kad ji atsvertų sunkio ir inercijos jėgos poveikį. Užspaudimo jėgą apskaičiuosim iš jėgų pusiausvyros lygties: Fμ = K(G+mav); F – griebtuvo užspaudimo jėga. μ – trinties koef. Tarp griebtuvo žiaunų ir objekto. Tokiu būdu Fμ – laikymo trinties jėga.Dešnėje lygties pusėje nurodytos objektą veikiančios jėgos: G – sunkio jėga. mav – inercinė jėga, K – atsargos koef. k = 1,3....2,0. Didesnės k reikšmės imamamos tada, kai griebtuvas neturi savistabdos.F = (KG/μ)(1+av/g),nes m = G/g; Antras atvejis. Kai griebtuvas su objektu juda horizontaliai.Šiuo atveju detalė iš griebtuvo žiaunų gali iškristi veikiama sunkio jėgos G ir objektą veikiančios inercinės jėgos dedamosios mahtgα. Griebtuvo užspaudimo jėga, turi atsverti šių jėgų santykį. F = F1+F2; F1 = KG/μ; Fz = mahtgα; F = KG/μ+mahtgα = G(k/μ+(ah/g)tgα) Trečias atvejis. kai R kartu su grandimi sukasi apie vertikaliąją ašį ω greičiu.Šiuo atvejiu detalię veikia sunkio jėga G, išcentrinė inercijos jėga. Tai griebtuvo užspaudimo jėga turi atsverti 3 jėgų poveikį. F = F1+F2+F3;F1 = KG/μ; F2 = mω2Rtgα;F3 = mεR; F = KG/μ+mω2Rtgα+mεR. Kai vienu metu griebtuvas juda vertikaliai, horizontaliai ir dar sukasi, tai detalės užspaudimo jėga bus lygi jėgų, apskaičiuotų visiems 3 atvejams, sumai. Praktikoje dažnai pasitaiko sudetingos griebtuvų apkrovos, kurios yra aprašytų atvejų kom binacijos.Čia išnagrinėti griebtuvų užspaudimo jėgos skaičiavimo atvejai, kai objaktas laikomas tik trinties jėgomis.Praktikoje dažnai pasitaiko kitoki objektų laikymo būdai (paveiksliukas) . Tarema, kad objektą laiko jėga P nukreipta vertikaliai.Veikiant šiaijėgai atsiranda normalinės reakcijos N1,N2, kurias reikia apskaičiuoti. Žinant šias reakcijas, galima nustatyti žiaunų laikymo momentą, kuris užtikrintų reakcijas N1, N2 objekto pernešimo metu.1800-(α1+α2); P/sin[1800-(α1+α2)] = N1/sinα2 = N2/ sinα1; N1 = Psin α2/sin(α1+α2); N2 = Psin α1/sin(α1+α2); Toliau nagrinėsim sudėtingesnį atvejį, kai objektas laikomas griebtuvo žiaunomis ir trinties jėgos turi įtakos objekto laikymui (paveiksliukas) . Objektas kontaktuoja su apatiniais žiaunų paviršiais ir trinties jėgos Ftr1, Ftr2 nukreiptos į viršų ir padeda palaikyti objektą.Nustatysime min sąveikos jėgos N1,N2, kurios sukuria objekto laikymo nuo iškritimo momentą.Visos jėgos veikia vienoje plokštumoje, del to N1 ir N2 nustatymui galima parašytipusiausvyros lygtis. (1) ∑x:N1sinα1-Ftr1cosα1-N2sinα2+Ftr2cosα2 = 0; (2) ∑y: :N1cosα1+Ftr1sinα1+N2cosα2+Ftr2sinα2 = P; (3) ∑M0:(Ftr1*d/2)-(Ftr2*d/2) = 0; d – objekto skersmuo.I6 (3) lygties seka, kad: Ftr1 = Ftr2; Lygtyse (1) ir (2) yra nežinomos trinties jėgos Ftr1,Ftr2 ir sąveikos jėgos N1, N2.Iš brėžinio matyti, kad sąveikos jėgos N1, N2 bus mažiausios, kai trinties jėgos Ftr1, Ftr2 bus max. Jai α1N2, tai Ftrmax = N2*μ; Ftrmax įrašoma į (1) ir (2) lygtis: (4) N1sinα1- N2*μcosα1-N2sinα2+ N2*μcosα2 = 0; (5)N1cosα1+ N2*μsinα1+N2cosα2+ N2*μsinα2 = P; Šiose lygtyse liko tik N1,N2 nežinomi, todėl juos galima apskaičiuoti: Pvz. Iš (4) lygties išreiškiame N1. N1sinα1 = N2[μcosα1-sinα2+ μcosα2]; N1= N2[μcosα1-sinα2+ μcosα2]/sinα1;(6). Šią rekšmę įrašysim į (5), apsk.N2: N2 = Psinα1 / sin(α1+α2)-μcos(α1+α2)+μ; N1 = P[sinα2+μ(cosα1-cosα2)] / sin(α1+α2)-μcos(α1+α2)+μ; Galimi daliniai šios schemos atvejai:(paveiksliukas) kai objektas su žiaunomis kontaktuoja 3 taškais.Tai dalinis atvejis, kai kampas α1 = 900. N2 = P / sinα2+μsinα2+μ; N1 = P(sinα2-μcosα2) / cosα2+μsinα2+μ; Praktikoje gali pasitaikyti atvejis, kai objektas su žiaunomis kontaktuoja 2 taškais.(paveiksliukas) N1 = N2 =P/2μ; Trinties koef. μ priklauso nuo medžiagos paskirties ir nuo paviršių švarumo.Kai žiaunos negrūdintos ir neįrantytos, pagamintos iš plienų 45,50. μ = 0,12.....0,15. kai žiaunos grūdintos ir įrantytos: μ = 0,3....0,35. 22. Griebtuvo pavaros jėgų nustatymas ir stiprumo skaičiavimas: Pirmiausia nagrinėjamas griebtuvas su pleištiniu svirtiniu mech-mu (paveiksliukas) . Hidro ar pniaumo cilindro jėga P perduodama pleištui, kuriuo rieda svirčių ritinėliai.Prie jų pritvirtintos žiaunos laiko detalę ir pleištui judant žemyn detalė suspaudžiama žiaunomis.Jėga P išskaidoma ant pleišto , reakcija tarp ritinėlio ir pleišto paviršiaus nukreipta ne normalės į pleišto paviršių kryptimi,o trinties kampu ρ į tą paviršių.P = Pntg(β+ρ);Pn = P/tg(β+ρ); Pn sukuria momentą apie svirties ašį. Vertikalioji dedamoji P veikia išilgai svirties ir momento apie jos sukimosi ašį nesukuria.Parašommomentų apie svirties sukimosi ašį, lygtis:[P/tg(β+ρ)]*c*η = ∑Mj; η – naudingumo koef. Svirtinio mech-mo = 0,9. β – pleišto kampas būna:40-80.Kai svirties ašys sumontuotos ant riedėjomo guolių ρ ≈ 10;ant slydimo guolių ρ ≈ 30. Mj – j tosios svirties momentas jos sukimosi ašies atžvilgiu, nuo jėgų Ni, Fi; Ni - i-tosios svirties žiaunų ir objekto normalinė reakcija. Fi – svirties žiauną veikianti trinties jėga. M – svirčių skaičius.kai naudojamos 2 svirtys ir žiaunos yra simetriškos,gaunama kad: P = 2Mjtg(β+ρ)/c*n; Projaktuojant griebtuvą reikia apskaičiuoti svirčių, bei jų ašių stiprumą. Dėl to sudaromasvirties lenkimo momentų ir skersinės jėgų diagramos, nustatomas pavojingas svirties skerspjūvis. Iš brėžinio matyti, kad svirtis bus lenkiama ir šiek tiek gniuždoma. Stiprumą galima patikrinti pagal sąlygą:σ = (M/Wx)+N/As ≤ σadm; M – lenkimo momentas; Wx – svirties atsparumo momentas; N – ašinė jėga; As – svirties skersmuo; Svirties ašies skersmuo nustatomas iš kirpimo stiprumo sąlygos. τ = Qk/Ak ≤τadm; Qk – kirpimo jėga; Ak – kirpimo plotas;Qk gali veikti ne tik vienoje, o dvejose statmenose plokštumose, tuomet: Qk = (Qh2+Qv2)-1/2; Qh – horizontalioje plokšumoje veikianti jėga; Qv – vertikalioje plokštumoje veikianti jėga; 23. Griebtuvai su krumpliastiebiniais mechanizmais: (paveiksliukas) Pasukamos žiaunos yra sumantuotos ant krumpliaratinių sektorių ašių.Šie sektoriai yra sujungti su griebtuvo žiaunomis.judant krumpliastiebiui, žiaunos pasisuka į vieną ar į kitą pusę ir taip suspaudžia arba atlaisvina detalę. Jėgą P sudaro hidro arba pniaumo cilindras. Norint apskaičiuoti P reikia parašyti momentų pusiausvyros lygtį apie žiaunų sukimosi ašį. P*d/2 =∑ Mj; Mj – žiaunos momentas nuo jėgų Ni, Fi;Atsižvelgiant į krumpliastiebinio mechanizmo naudingumo koef. η , iš šios lygties galima išreikšti jėgą P: P = 2∑Mj/ηd = 2∑Mj/ηmz; η = 0,94; m,z – atitinkamai krumpliaratinio sektoriaus modulis ir krumplių skaičius. Skaičiuojant tokio griebtuvo stiprumą reikia apskaičiuoti žiaunas , o taip pat sukimosi ašis.Akivaizdu, kad žiaunos yra lenkiamos ir šiek tiek tempiamos, o jų sukimosi ašys gkiamžiamos. Del to skaičiavimo metodika analogiška gribtuvo su pleištiniu svirtiniu mech-mu skaičiavimui. Krumpliastiebinės pavaros krumpliastiebiai yra skaičiuojami lenkimui ir tikrinami kontaktiniams įtempimams pagal ME kurso metodiką. 24. Rankų konstrukcijos ir kinematika: R rankos gali slankioti vertikaliai ar horizontaliai, t.p. sukiotis apie savo nustatytą ašį. Rankos konstrukciją ir jos kinematiką lemia R komponavimas, orentavimo mech-mo judrumo l0 skaičius, pavaros tipas, t.p. pozicionavimo tikslumas. 3.14 pav. Pavaizduota svyruojamo judesio ranku komponavimo schemos. (Svyruojamojo judesio rankų mechanizmai montuojami ant šarnyriškai įtvirtinto strypo . Prie šio strypo priekinio galo tvirtinamas griebtuvo orientavimo mechanizmas 4 , o prie užpakalinio galo –orientavimo mech. Pavaros 1. rankos korpuse montuojami jos posūkio kakliukai 2 . judesio šaltinis su griebtuvo orientavimo mechanizmu sujungiamas transmisiniais velenais 3 , kurie būna bendraašiai (a ,b) , nienas su kitu lygiagretūs ar išdėstyti vienas kito atžvilgiu nedideliu kampu (c) . kai transmisiniai velenai bendraašiai ar lygiagretūs , dvi pavaros išdėstytos statmenai rankos galiniai plokštumai (a) arba lygiagrečiai su rankos ašimi (b). ) . 3.15 pav. Roboto ranka su transmisiniai velenais. ( rankų judančių cilindrinėje , sferinėje ir stačiakampėje koordinačių sistemoje , mechanizmai montuojami ant stačiakampio ar lovio formos kreipiamosios , kuri bazuojama rankos korpuso atramose. Priekiniame rankos gale tvirtinamas orientavimo mechanizmas 3 . Šio mechanizmo pavara montuojama kreipiamosios užpakalinėje dalyje arba ant ranos korpuso. Pirmuoju atveju pavara su orientavimo mechanizmu sujungiama lygiagrečiais arba bendraašiais transmisiniais velenais. Pavara 6 , sumontuota ant rankos korpuso , sujungta su transmisiniais velenais kūginiais ir cilindriniais krumpliaračiais 5 arba krumpliuoto diržo pavara . radialine kryptimi judantiems velenams 2 sukimo momentas perduodamas rutulinėmis movomis 4. ) . 3.16 pav. Roboto kinematine chema su grandininemis pavaromis. ( čia rankos kinematinė schema , kai hidraulinio cilindro stūmoklio tiesiaeigis judesys grandinine pavara transformuojamas į sukamąjį judesį. Orientavimo mechanizmas suteikia griebtuvui svyruojamąjį judesį apie ašį I ir sukamąjį judesį apie ašį II . hidraulinio cilindro 12 stūmoklio judesys grandine 11 perduodamas žvaigždutei 10 , sumontuotai ant veleno su kūginiu krumpliaračiu 9. su juo kabinasi kūginis krumpliaratis 8 , uždėtas ant išdrožinio veleno 7 . Šis venenas per rutulinę movą perduoda judesį tuščiaviduriam velenui 6. ant kito šio veleno galo sumontuotas kūginis krumpliaratis 13 , sujungtas su kūginiais krumpliaračiais 15 ir 16 . Krumpliaratis 16 riedėdamas nejudamu krumpliaratiniu sektoriumi 14 , per ašį 17 pasuka griebtuvą epie ašį I . Apie ašį II griebtuvą suka hidraulinis cilindras 24 per grandinę 25 ir žvaigždutę 1. kūginių krumpliaračių 2 ir 3 sukamas išdrožinis velenas 4 per rutulinę movą 5 , sujungtą su tuščiaviduriu velenu 22 , perduoda judesį kūginiam krumpliaračiui 21. Kūginė krumpliaratinė pavara 21 , 20 , 19 suka apie ašį II griebtuvą 18. ) . 3.18 pav rankos su uzpakalyje isdestytais varikliais kinematine schema. ( roboto rankos kinematinė schema , kai varikliai sumontuoti užpakalinėje rankos dalyje . griebtuviui suteikiami orientavimo judesiai – jis sukamas apie ašis I , II , III . Variklis M3 ,per šarnyrinę movą 13 , veleną 12 , šarnyrinę movą 11 , krumpliaračius 10 , 9 , banginį reduktorių 8 suka korpusą 7 su griebtuvu apie ašį I . Apie ašis II , III griebtuvą suka varikliai M1 ir M2 . Variklio M1 judesys krumpliaračiais 5 , 4 ir krumpliuoto diržo pavara 6 perduodamas banginiam reduktoriui 3 bei krumpliaračiui 2 . Variklis M2 per šarnyrinę movą 14 , veleną 15 , krumpliaračius 17 , 18 , 19 ,20 , krumpliuoto diržo pavara 21 suka banginį reduktorių 22 ir krumpliaratį 1 . Kai krumpliaračiai 1 ir 2 sukasi vienodu greičiu ta pačia kryptimi , griebtuvas sukamas apie ašį II . šiems krumpliaračiams sukantisvienodu greičiu priešingomis kryptimis griebtuvas sukasi apie ašį III . Taigi nuo variklių M1 ir M2 sukimosi krypties priklauso , apie kurią ašį bus sukamas griebtuvas. ) . 25. Transmisinių velianų ir rutulinių movų skaičiavimas: Transmisiniai velenai yra skirtijudesio perdavimui nuo judesio šaltinio orentavimo mech-mo įėjimo velenams. Naudojant hidro ar pniaumo pavaras transmisinių velenų sukimosi dažnis būna 20…60 aps/min. Tuo tarpu naudojant elektros variklius sukimosi dažnis būna žymiai didesnis. Transmisiniai velenai yra skaičiuojami stiprumui ir standumui. Dėl to reikia nustatyti transmisinį veleną veikiantį sukimosi momentą. Šį momentą lemia statinės ir dinaminės apkrovos. Nuo variklio parinkimo per perdavimo mech-mą, transmisinį veleną ir orentavimo mech-mą sukiojamas griebtuvas apie horizontalią ašį pagreičiu ε. Orentavimo mech-mo išėjimo veleno momentą sudarys statinė ir dinaminė dedamoji (paveiksliukas) T = Ts+Td; Ts = m*g*r; Td = m*ε*r2; Tuomet transmisinio veleno momentas: Ttr = (mgr+mεr2)/iomη; η – orentavimo mech-mo naudingumo koef. Žinant šį momentą galima patikrinti transm-io velieno stiprumą.τ = Ttr/Wp ≤τadm; Wp = πd3/16; Kai trans-iai velianai ilgi, dar jie skaičiuojami susukimo standumui. φ = Ttrl/GIp≤φadm; Ip – polinis veleno inercinis momentas; φadm – leistinas susisukimo kampas priklausantis nuo veleno tikslumo reikalavimų. Normalaus tikslumo velenams φadm iki 0,30 vienam veleno metrui. Esant mažesniems tikslumo reikalavimams φadm = 10…30 veleno metrui. Naudojant elektros variklius trens-nių velenų sukimosi dažnis būna žymiai didesnis. Toki velenai dar skaičiuojami kritiniam sukimosi dažniui.nkr ≈ 300(1/yst)-1/2 ≈ 120d/l2; d – veleno skersmuo; l – atstumas tarp veleno atramų; yst – veleno statinis įlinkis nuo jo svorio,mm; Sukantis velenui kritiniu greičiu atsiranda didelės amplitudės skersiniai virpesiai. Norint išvengti jų: ntr

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!