Введение к работе
Актуальность, проблемы^ В промышленности остро стоит вопрос увеличения производительности труда пр* одновременном улучшении и стабилизации качества изделии в условиях устойчивого расширения номенклатуры и снижения серийности по отдельным видам продукции с учетом одновременного роста общего объема производства. Эта задача является практически неразрешимой при существующих видах производства.
Так, массовое производство становится нерентабельным при частой смене объектов производства и необходимости списания оборудования, оснастки я инструмента независимо от его физического износа. Неавтоматизированное ае серийное и индивидуальное производство хотя и обладает высокой "гибкостью" с точки зрения выпуска разнообразной продукции, является малопроизводительным и требует непосредственного участиячеловека во всех элементах производственного процесса, как правило, на уровне ручного труда.
Решение задачи требует создания нового производства, обладающего высокой степенью автоматизации и "гибкостью",- гибкого автоматизированного производства. Для этого созрели острая необходимость и научно-технические предпосылки, сзясанные с появлением и развитием таких средств автоматики, как автоматические системы управления и промышленные роботы (ПР) .
.Автоматизация производства на современном этапе - это комплексная задача создания'принципиально новой быстропереналажива-емой техники, отличной от арсенала средств неавтоматизированного производства,высокопроизводительной с высокоинтенсивными технологическими процессами, в которых вообще невозможно непосредственное участие человека. С этой точки зрения и должны формироваться научяке принципы и основы технической политики в области- роботизации.
Цикловые промышленные роботы с рекуперацией механической энергии позволят решить ряд вопросов транспортировки объектов производства в процессе их изготовления, сборки, испытаний и т.п., отвечая высоким требованиям гибкого автоматизированного производства.
Цель и задачи исследовании, Цель исследовании - создание сверхлегкого циклового быстродействующего промышленного робота с рекуперацией механической энергии с циклом работы не более 2-х секунд, энергоемкостью манипулятора меньшей на порядок по сравнению с существующими и перемещением охвата на расстояние 630 и 800 ым при точности позиционирования не более ±0,1 мм. В задачи исследований входило:
разработка элементов теории работы аккумуляторов механической энергии ;
отработка конструкции и исследование рекуператоров приводов поступательного и вращательного движений;
определение целесообразности модульного исполнения цикловых ПР с рекуперативным приводом;
унификация приводов поступательного и вращательного движений;
исследование возможности и разработка методики предварительных инженерных рассчетов выбора двигателя;
исследование скоростных, точностных и силовых характеристик цикловых ПР с рекуперативным приводом;
исследование возможности применения активного регулирования параметров двигателя в зависимости от изменения внешних условии;
проработка вопросов возможности создания ыноголозицион-ного циклового проыышленниго робота с рекуперативным приводом.
Научная новизна. Впервые кинематика многозвенного циклового
HP, выполненная в угловой системе координат, переведена в класс колебательных. Разработаны элементы теории работы аккумуляторов механической энергии, методика выбора параметров привода. Созданы оптимальные конструкции основных узлов, рекуператора и упоров-фиксаторов. Решена задача многопозиционности. На защиту выносятся следующие положения:
конструктивные решения л элементы теории работы аккумуляторов механической энергии приводов поступательного и вращательного движений;
унифицированный рекуперативный привод поступательного и вращательного движений в модульном исполнении циклового ПР;
быстродействие, точность позиционирования, энергоемкость манипулятора циклового промышленного робота с рекуперативным приводом;
методика выбора электродвигателя массового изготовления для использования в качестве исполнительного в рекуперативном приводе циклового ПР и возможность его активного регулироьания;
построение привода многопозиционного циклового промышленного робота с аккумулятором механической энергии.
Практическая ценность работы. Опробованы, отработаны и предлагаются кинематические схемы и оптимальные конструктивные проработки аккумуляторов механической энергии двухпозиционвого рекуперативного привода вращательного двлаеаия и его использование для привода поступательного двикення, конструкции упоров-фиксаторов со стабилизированными потерями в кинематических парах, а иакхе опробована и предлагается методика выбора электродвигателя для рекуперативного привода.
Использование указанных наработок позволит проектировать цикловые промышленные роботы с рекуперативным приводом под конкретные производственные задачи.
Апробация работы. По результатам исследований опубликовано две научные работы, получено 2 авторских свидетельства. Опытно-промышленный образец робота ЦПР - 03 - ЭР эксаонировался на выставках "Охрана труда - 84" и "Научно-технический прогресс-85" ВДНХ СССР. Отмечен медалями, в том числе - золотой.
Быстродействующее загру80чнс-кассетврувдее устройство для обслуживания листошташовочных прессов БЗУ-03 экспонировалось на постоянно действующей областной межотраслевой выставке "Товара народного потребления" в июне 1989 года. Межотраслевой ведомственной комиссией устройство рекомендовано к серийному производству.
Рекуперативным приводом оснащен один из основных модулей серийно выпускаемого циклового ПР комплекса "Каскад".
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 76 наименований, в том числе 10 иностранных авторов, 9 приложении, акта межведомственной'комиссии, каталога робототехнического комплекса "".аскад", "Постановления" комиссии ВДНХ СССР. Основной объем изложен на 100 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы и 50 рисунков.