Вариант 0

1. Классификация промышленных роботов.
1. По виду производства промышленных роботов делят на специальные, специализированные и универсальные.

• Специальные выполняют определенную технологическую операцию или вспомогательную модель оборудования;
• Специализированные выполняют операции одного вида, например, сварку, сборку и обслуживают определенную группу моделей оборудования;
• Универсальные являются наиболее усовершенствованными представителями промышленных роботов, служат для выполнения разных операций и функционируют с оборудованием различного назначения (разнородных операций).

2. По грузоподъемности различают сверхлегкие (грузоподъемность не более 1 кг.), легкие (грузоподъемность от 1 до 10 кг.), средние (грузоподъемность от 10 до 200 кг.), тяжелые (грузоподъемность от 200 до 1000 кг.) и сверхтяжелые (где грузоподъемность свыше 1000 кг.).
3. По возможности передвижения промышленных роботов подразделяют на стационарные и подвесные.

• Стационарные имеют ориентирующие и транспортирующие движения;
• Транспортирующие дополнительно к этим двум движениям (ориентирующие и транспортирующие) и координатные перемещения.

4. По числу степеней подвижности выпускают роботы с количеством осей до 6 (шести).
5. По способу установки промышленных роботов делят на встроенные (хотя встроенные промышленные роботы и считаются компактными в плане габаритов, но при этом они обслуживают только один станок), подвесные и напольные (возможность обслуживания до 2-х и более станков, но при этом они имеют более сложные задачи, например обеспечить смену инструмента).
6. По виду управления ПР различают:

• Роботы с погромным управлением (цикловым, числовым, позиционным и контурным);
• Роботы с адаптивным управлением (промышленные роботы с адаптивным управлением имеют измерительные устройства и устройства для восприятия внешней среды, управляющая программа или УП в этом случае не должна содержать всю необходимую информацию).

7. По способу программирования различают промышленных роботов программируемые обучением (по методу обучения оператор, управляя промышленным роботом приводит его из одного конечного положения в другое через серию точек, которые фиксируются в запоминающем устройстве промышленного робота и при обработке следующих деталей захватное устройство будет двигаться по этим точкам) и аналитические (путем расчета программ).
 
2. Краткое описание (с рисунком) работы робототехнического комплекса обметывания петель ОП-1 в швейной промышленности
Современное производство на текстильной и легкой промышленности является автоматизированным и роботизированным. На этих технологических операциях применяются манипуляционные механизмы традиционной последовательной структуры с разным числом степеней свободы. Приведем некоторые примеры по манипуляционным механизмам. В состав и структуру автоматизированного (роботизированного) ткацкого производства входят: устройство хранения; штабелирующее устройство; тара с пряжей; накопительное перегрузочное устройство; роботизированная транспортная система; запарные камеры; транспортный подвесной или напольный робот; ткацкие станки; промышленный робот.
В робототехническом комплексе обметывания петель ОП-1 предназначен для обметывания петель на сорочках. Кроме швейного полуавтомата в комплекс входит робот ПР-5 с системой управления, с двумя степенями свободы.
Рабочий орган совершает подъем и поворот. Робот захватным устройством отделяет манжету, поворачивается 600 и укладывает ее в швейный автомат. После окончания обработки захватным устройством переносит в кассету-накопитель.
 
а)      б)
Рис. 1. Промышленный робот, применяемый в швейном производстве а – компоновочная схема, б – кинематическая схема
 
 
3. Объект манипулирования массой m=10 кг удерживается в призматических губках схвата (рис. 1). Коэффициент трения в месте соприкосновения губок схвата с объектом манипулирования . Рассчитать силы N1, N2, действующие в местах контакта объекта манипулирования с губками схвата.

 
 

Вариант 6

1. Задачи кинематического исследования промышленных роботов.
Составляется расчетная кинематическая модель, в которую входят размеры звеньев, количество и распределение кинематических пар. Положение кинематической цепи в пространстве определяется с помощью обобщенных координат q_i (I = 1,2,…,n), которые характеризуют относительные перемещения звеньев как поступательные, так и вращательные.

Рис. 1. Расчетные математические модели.
Координаты концевой точки манипулятора Р в рабочем пространстве определяются для первого случая (рис. 1. а):
Для второго случая (рис. 1.б):
Для третьего случая (рис. 1. в):
Эти соотношения и служат основой для кинематических исследований манипуляторов промышленных роботов.
Решается прямая и обратная задачи о положении манипуляторов. Прямая задача состоит в расчете положения манипулятора (рабочего органа Р и всех звеньев) по заданным относительным перемещениям q_i в кинематических парах. При этом определяется либо конечное число положений, либо перемещение во времени q_i(t). Таким образом, в прямой задаче рассчитывают геометрические характеристики рабочей зоны робота при конструктивных ограничениях диапазонов возможного изменения обобщенных координат, точностные характеристики позиционирования и движения при заданных исходных погрешностях элементов, а также сервисные характеристики.
Обратная задача состоит в определении обобщенных координат q_i по заданному в опорной системе координат (x, y, z) положению рабочего органа Р или любого звена манипулятора. При этом, как и в прямой задаче, речь может идти о конечном числе положений, либо о законе движения рабочего органа x(t), y(t), z(t) для которого вычисляются законы изменения обобщенных координат q_i(t) звеньев. В аналогичных постановках решаются задачи об определении линейных и угловых скоростей и ускорений рабочего органа Р и звеньев манипулятора.
Так, например, аналитическое решение обратной задачи для ранее рассмотренных кинематических моделей манипуляторов можно получить в следующем виде:

 
2. Краткое описание (с рисунком) робототехнического комплекса для влажностно-вакуумной тепловой обработки обуви и операции взъерошивания верха обуви в обувном производстве [4, с. 158 – 160].
Обувное производство характеризуется сложными технологическими про­цессами, большим выпуском разнообразной продукции. Основные технологиче­ские процессы высоко автоматизированы. Однако доля ручного труда приходится на подготовительное производство, вспомогательные операции (перекладка обу­ви, загрузка обуви в сушильные камеры)
Анализ ручных операций показывает, что вариабельность характеристик обувного производства, большой разброс в требованиях точности, зон обслужи­вания затрудняет использование стандартных промышленных роботов. Для съема обуви с технологического оборудования нужен робот небольшой грузоподъемно­сти, имеющей одну-две степени свободы.

Для загрузки обуви с колодками в сушильную камеру требуется робот с грузоподъемностью до 10-15 кг, с перемещением до нескольких метров с тремя-четырьмя степенями свободы Для выполнения основных технологических операций (взъерошивание, на­несение клея) требуется робот с обратной связью, с грузоподъемностью до 15 кг и пятью-шестью степенями свободы. Разработаны образцы модульных промыш­ленных роботов с различным число степеней свободы типа МО (модульный, обувной). Эти манипуляционные механизмы выполнены в виде открытых кине­матических цепей (рис.1.11).
б)                                                                  в)
Рис. 1. Кинематические схемы роботов в обувной промышленности
а – с двумя степенями свободы, б –с четырьмя степенями свободы
Промышленные роботы работают в цилиндрической системе координат и предназначены для выполнения в робототехнических системах перегрузочные операции на межоперационных складах, технологическом оборудовании и в транспортных системах. Также робот МО-2 может применяться в робототехническом комплексе по влажно-вакуумной тепловой обработке. Исполнительный ор­ган снимает и переносит колодки с обувью в камеру.