Сбалансированные манипуляторы / И. Л. Владов, 13 В. Н. Данилевский, П. Б. Ионов и др.;-Под ред. П. Н. Бе-лянина. — М.: Машиностроение, 1988. — 264 с.: ил.— (Автоматические манипуляторы и робототехнические системы).
ISBN 5-217-00167-4
Рассмотрены вопросы разработки и применения сбалансированных манипуляторов с электрическим, пневматическим и гидравлическим приводами. Электрические приводы рассмотрены в двух модификациях: постоянного и переменного тока. Указаны области эффективного использования манипуляторов и примеры их применения в различных производствах. Приведены конструкции и методы расчета захватных устройств манипуляторов.
Для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами проектирования и применения средств комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................ 6
Глава 1 . Общие сведения о сбалансированных манипуляторах ... 8
1.1. Принцип действия и устройство........... 8
1.2. Основные параметры................ 1Q
1.3. Классификация................... 12
1.4. Области применения................ 15
1.5. Технические характеристики............. 43
Глава 2 • Кинематические схемы исполнительных устройств..... 44
2.1. Общие требования к кинематике манипулятора ... 44
2.2. Механизмы пантографов............... 45
2.3. Параллелограммные механизмы и прямила...... 59
Глава 3- Конструкция сбалансированных манипуляторов ..... 64
3.1. Исполнительные устройства............. 64
3.2. Механизмы уравновешивания исполнительных устройств 95
3.3. Базовые модели и их модификации......... 104
Глава 4- Расчет сбалансированных манипуляторов........ 111
4.1. Кинематический анализ исполнительного устройства 111
4.2. Силовой анализ манипулятора............ 123
4.3. Геометрический синтез исполнительного устройства . . 131
4.4. Расчет пассивных систем моментной разгрузки ... 136
Глава 5- Исполнительные приводы.............. 154
5.1. Основные требования, предъявляемые к исполнительным приводам.................... 154
5.2. Статические и динамические нагрузки приводов ... 157
5.3. Электроприводы постоянного тока.......... 159
5.4. Асинхронный электропривод с тиристорным преобразователем напряжения............... 188
5.5. Пневматические приводы.............. 216
5.6. Гидроприводы................... 234
Глава 6. Захватные устройства............... 239
6.1. Крюки и петли................... 239
6.2. Эксцентриковые захватные устройства........ 244
6.3. Рычажные и другие захватные устройства...... 249
Заключение............................. 261
Список литературы......................... 262
ПРЕДИСЛОВИЕ
Появление нового класса машин — сбалансированных манипуляторов — было логическим этапом в процессе совершенствования средств механизации производства. Сбалансированные манипуляторы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными грузоподъемными машинами на операциях загрузки и разгрузки технологического оборудования, обеспечивают более высокую производительность труда и позволяют механизировать ряд основных технологических операций в литейных, механических, сборочных и других производствах. При этом сбалансированные манипуляторы не исключают использования традиционных грузоподъемных устройств (консольных кранов, талей, кран-балок, и др.), они лишь позволяют на ряде операций более эффективно механизировать ручной труд, а также механизировать ручной труд на многих операциях, где применение традиционных средств оказывалось невозможным или экономически неоправданным.
Необходимо также остановиться на вопросе актуальности совершенствования средств механизации ручного труда и, в частности, создания сбалансированных манипуляторов в тот период, когда получили распространение промышленные роботы, а автоматизация с использованием роботов и микропроцессорных средств управления стала главным направлением повышения эффективности производства. Противоречие, которое здесь можно 'усмотреть, только кажущееся. Производство многообразно, оно требует применения различных технических средств, наиболее эффективных и приемлемых в каждом конкретном случае. Так, промышленные роботы практически не могут быть использованы в единичном производстве. В мелкосерийном и серийном производствах промышленные роботы эффективно используются только в составе автоматизированных технологических комплексов, в том числе с гибкоперестраиваемой технологией. Накопленный опыт показывает, что на таких комплексах пока не удается обрабатывать всю номенклатуру деталей. Кроме того, даже в условиях автоматизированных комплексов отдельные операции требуют применения ручного труда. Например, при обработке сложных корпусных деталей на автоматической линии, включающей несколько станков типа «обрабатывающий центр» и управ-
ляемой от ЭВМ, загрузка заготовок и разгрузка готовых деталей осуществляются оператором вручную с применением средств механизации. Механизированным способом1 выполняются монтаж и демонтаж технологической оснастки и ряд других вспомогательных операций. Сбалансированные манипуляторы находят применение в автоматизированных комплексах на участках комплектования заготовок и инструмента, на складах.
В последние годы широко внедряются участки многостаночного обслуживания на основе группового применения роботизированных технологических комплексов. На таких участках средства механизации ручного труда часто необходимы для загрузки и разгрузки отдельных комплексов, например, для перемещения тары с заготовками или готовыми деталями между транспортным устройством и накопителями.
В мировой практике нашли применение сбалансированные манипуляторы с электромеханическим, пневматическим и гидравлическим приводами. Манипуляторы с электромеханическим и пневматическим приводами примерно с равным успехом используют для перемещения грузов массой до 150 кг. Для перемещения более тяжелых грузов (массой до 500 кг) применяются в основном манипуляторы с электроприводом, а для грузов массой 500...2500 кг — преимущественно манипуляторы с гидравлическим приводом.
Большое внимание развитию сбалансированных манипуляторов уделяется в социалистических странах, в первую очередь в НРБ. Разнообразен парк манипуляторов, созданных фирмами Японии, Италии, ФРГ и других капиталистических стран. Со многими моделями сбалансированных манипуляторов, разработанными в других странах, советские специалисты имели возможность ознакомиться на специализированных выставках, организованных у нас в стране и за рубежом.
В предлагаемой книге освещены вопросы как разработки, так и применения сбалансированных манипуляторов.
Книгу написали: И. Л. Владов (гл. 1, 2, 4, 6), В. Н. Данилевский (гл. 1—6), П. Б. Ионов (гл. 5), Б. Ш. Розин (предисловие, гл. 1, 5, заключение), В. И. Глухов (гл. 1,5), И. Я. Браслав-ский (гл. 5), А. М. Зюзев (гл. 5).