В статье рассмотрен вопрос необходимости и востребованности рабочих органов роботов, а также обеспечения их очувствлением. Данный вопрос интересен с точки зрения биомедицины и космонавтики.
Ключевые слова: рабочий орган, система управления.
Термин «рабочий орган» включает в себя широкий круг инструментов и приспособлений различной конструкции, обладающих различными техническими характеристиками и выполняющих различите функции, главные из которых — захват объектов, технологические процессы обработки, операции контроля. Рабочий орган крепится к установочному фланцу на руке робота и перемещается последним по заданной программе.
Он является основным связующим звеном между роботом и окружающей производственной средой.
Выбор технических решений, определяющих конструкцию рабочих органов роботов, производится с учетом трех основных требований:
1) достижение высокой степени гибкости и минимизация времени производственного цикла; 2) введение элементов искусственного интеллекта в системы управления схватами и инструментами; 3) повышение манипуляционных возможностей рабочих органов.
Многие производители средств робототехники решают проблему увеличения гибкости и ускорения цикла обработки путем использования револьверных головок или приспособлений, обеспечивающих периодический поворот обрабатывающего инструмента на определенный угол. Достоинство этого метода состоит в сокращении числа перемещений робота, выполняющего несколько различных сборочных операций или работающего в многооперационном режиме. Экономия движений достигается за счет исключения необходимости возвращаться к устройству замены инструмента между двумя последовательными загрузочно-разгрузочными или обрабатывающими операциями.
Недостатком этого метода является необходимость увеличения грузоподъемности робота и сложность конструкций оснастки.
Второй метод состоит в использовании системы автоматической смены инструмента, в состав которой обычно входит устройство механического сопряжения, позволяющее быстро состыковать и расстыковать pуку робота и рабочий орган, различные типы охватов и инструмента и револьверную головку.
Системы автоматической смены рабочих органов увеличивают гибкость производственных систем, построенных на базе применения одного робота. Такие системы приобретают способность к манипулированию объектами различной геометрической формы, выполнению различных операций механической обработки, крепления и контроля инструмента.
Система используется при производстве электронных компонентов. Большая доля рабочих органов имеет собственные системы управления и чувствительные устройства. Это позволяет согласовывать и совершенствовать технические параметры промышленных роботов.
Придание рабочему органу интеллектуальных способностей путем подключения к нему устройств управления и преобразователей измеряемой информации о внутреннем состоянии позволяет решить вторую задачу.
Рис. 1.
Обеспечение пользователей рабочими органами для роботов с функциями очувствления (Рис 1), контроля и управления существенно повышает надежность и эффективность транспортировки и обработки деталей путем сведения к минимуму возможности поломки оборудования и непроизводительных затрат времени.
Отмечается, что измерительные преобразователи и другие устройства очувствления используются параллельно с новыми механизмами, например муфтой сцепления с электронным управлением.
Решение третьей задачи — создание кисти робота(Рис.2) с высоком степенью маневренности находится в стадии исследований и разработок. Однако уже имеются промышленные образцы некоторых простых моделей этого класса, в которых очувствление и контур управления отсутствуют или выполняют ограниченную роль.
Среди предполагаемых областей применения промышленных роботов, оснащенных подобной кистью антропоморфной структуры, указываются биомедицина, космонавтика, промышленное производство.
Рис. 2.
В целом работы по созданию рабочих органов роботов преследуют цель максимального удовлетворения разнообразных требований пользователей. Разработаны захватные устройства магнитного, вакуумного и камерного типов. Значительно расширен диапазон возможностей обрабатывающего инструмента.
Прогноз на ближайшие годы в области проектирования и производстве рабочих органов роботов имеет важное практическое значения.
Литература:
- Поезжаева Е. В.//Теория механизмов и механика систем машин. Промышленные роботы: учебное пособие: в 3 ч./Е. В. Позжаева.-Пермь:Изд-во Перм. Гос. Техн. Унт-та, 2009.- [Ч.2.-185].
- Проблемы механики современных машин: Материалы V международной конференции.-Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012.-Т.3.-276с., ил.- Поезжаева Е. В., «Шагающий робот с контурной системой управления», [с.227].
- Поезжаева Е. В.,Васенинм А. С., Шумков А. Г. Роботизация фермерских хозяйств по обработке растений // Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления.2014. № 3. [c.59–62]
