¿De qué estructuras consta el robot de manipulación?

El robot de manipulación consta de tres partes: un actuador, un mecanismo de accionamiento y un mecanismo de control.

1. Actuador

1) Mano

La parte de la mano que está en contacto directo con la pieza de trabajo es generalmente de tipo rotativo o de traslación (principalmente Rotativa). tipo debido a su estructura simple). La mayoría de las manos tienen dos dedos (a veces con varios dedos); se dividen en dos tipos: tipo de agarre externo y tipo de agarre interno según las necesidades. También se pueden usar ventosas de aire de presión negativa o de vacío (se usan principalmente para adsorbibles y suaves); piezas de superficie) o piezas de placa delgada) y mandril electromagnético.

Existen muchas formas de mecanismos de transmisión de fuerza, los más utilizados son: tipo palanca de tobogán, tipo palanca de biela, tipo palanca de cuña, tipo piñón y cremallera, tipo tuerca roscada, tipo resorte y tipo gravedad. La mano diseñada esta vez elige una mano con estructura giratoria similar a un agarre. La ejecución manual se basa en el movimiento telescópico de la varilla para realizar su movimiento de apertura y cierre. La fuente de energía de la varilla proviene del cilindro hidráulico de la fuente de accionamiento posterior. El cilindro hidráulico utiliza un cilindro hidráulico telescópico, lo que puede ahorrar trabajo lateral. espacio.

2) Muñeca

La muñeca es el componente que conecta la mano y el brazo, y puede usarse para ajustar la orientación del objeto agarrado para ampliar el rango de acción del Manipulador y hacer que el manipulador se vuelva más ágil y adaptable. La muñeca tiene grados de libertad independientes. Hay movimiento de rotación, movimiento hacia arriba y hacia abajo, movimiento hacia la izquierda y hacia la derecha. Generalmente, la muñeca tiene un movimiento giratorio y un movimiento hacia arriba y hacia abajo puede cumplir con los requisitos de trabajo. Para algunos manipuladores especiales con movimientos relativamente simples, para simplificar la estructura, se puede omitir la muñeca y el movimiento del brazo se usa directamente para impulsar. la mano para transportar la pieza de trabajo.

En la actualidad, el mecanismo de movimiento giratorio de muñeca más utilizado es el cilindro hidráulico (neumático) giratorio. Tiene una estructura compacta y es flexible, pero tiene un ángulo de rotación pequeño (generalmente inferior a ?270) y requiere. Sellado estricto, de lo contrario será difícil garantizar un par de salida estable. Por lo tanto, cuando se requiere un ángulo de rotación mayor, se utiliza una estructura de cremallera o rueda dentada y tren de engranajes. La muñeca del robot manipulador diseñado esta vez realiza un movimiento de rotación de 180 grados de la mano.

La muñeca se acciona mediante accionamiento directo. Dado que la muñeca está montada en el extremo del brazo, debe diseñarse de forma muy compacta para que la fuente de accionamiento pueda montarse en la muñeca. La apertura y cierre de la mano del robot es impulsada por un cilindro hidráulico de un solo pistón de doble efecto, mientras que el movimiento giratorio de la muñeca se logra mediante un cilindro hidráulico giratorio; Conecte la carcasa exterior del cilindro del pistón de sujeción a la pieza móvil del cilindro oscilante; cuando el aceite se alimenta a diferentes cámaras de aceite en el cilindro hidráulico giratorio, la muñeca puede girar en diferentes direcciones.

3) Brazo

La parte del brazo es una parte importante de sujeción de la mano del robot. Su función es sostener la muñeca y la mano (incluidas las de trabajo o pinzas) e impulsarlas para que realicen movimientos espaciales.

El propósito del movimiento del brazo: enviar la mano a cualquier punto dentro del rango de movimiento espacial. Si se cambia la postura (orientación) de la mano, para lograrlo se utiliza el grado de libertad de la muñeca. Por lo tanto, en términos generales, el brazo tiene tres grados de libertad para cumplir con los requisitos básicos, a saber, los movimientos telescópicos, de rotación izquierda-derecha y de elevación (o cabeceo) del brazo.

Varios movimientos del brazo suelen realizarse mediante mecanismos de accionamiento (como cilindros hidráulicos o cilindros de aire) y diversos mecanismos de transmisión. A partir del análisis de la tensión sobre el brazo, se ve afectado tanto por la muñeca como por el otro. mano durante el trabajo. Hay cargas estáticas y dinámicas en las piezas y piezas de trabajo, y hay mucho movimiento por sí mismas, por lo que las fuerzas son complejas. Por lo tanto, su estructura, rango de trabajo, flexibilidad, tamaño de agarre y precisión de posicionamiento afectan directamente el rendimiento laboral del manipulador. Este diseño permite que el brazo se mueva hacia arriba y hacia abajo, se mueva hacia adelante y hacia atrás y gire el brazo. Parámetros de movimiento del brazo: carrera telescópica: 1200 mm; velocidad telescópica: 83 mm/s; carrera de elevación: 300 mm; velocidad de elevación: 67 mm/s; rango de rotación: 180 ~ 0. La expansión y contracción del brazo del robot cambia la longitud de trabajo del brazo. En la estructura de coordenadas cilíndrica, la longitud de trabajo máxima del brazo determina el diámetro de la superficie cilíndrica que puede alcanzar su extremo. El mecanismo del brazo telescópico puede ser accionado directamente por un cilindro hidráulico.

4) Base

La base es la parte básica del robot y juega un papel de soporte. Para robots fijos, se conecta directamente al suelo y para robots móviles, se instala sobre una estructura móvil. El fuselaje se compone de mecanismos de movimiento del brazo (levantamiento, traslación, rotación y cabeceo) y dispositivos de guía relacionados, soportes, etc. Además, los dispositivos de accionamiento o piezas de transmisión para la elevación, rotación, cabeceo y otros movimientos del brazo están todos instalados en el fuselaje. Cuanto más movimiento hay en el brazo, más complejas se vuelven la estructura y las fuerzas del fuselaje.

El fuselaje del robot de manipulación diseñado para esta graduación adopta una estructura de fuselaje de elevación y rotación; la configuración del brazo y el fuselaje adopta una configuración de brazo único tipo columna, y su fuente de accionamiento proviene de un cilindro hidráulico giratorio.

2. Mecanismo de accionamiento

El mecanismo de accionamiento es una parte importante del robot de manipulación. Según las diferentes fuentes de energía, los mecanismos de accionamiento de los manipuladores industriales se pueden dividir a grandes rasgos en cuatro categorías: accionamientos hidráulicos, neumáticos, eléctricos y mecánicos.

(1)Transmisión hidráulica. Tiene una gran relación potencia-volumen y se utiliza a menudo en situaciones de carga grande; la presión y el flujo son fáciles de controlar y se pueden ajustar de forma continua, tiene una respuesta sensible, puede lograr un control de trayectoria continuo y es fácil; para mantener; pero el líquido es sensible a los cambios de temperatura y la fuga de aceite es fácil. Se utilizan manipuladores o robots especiales pequeños y medianos, y los manipuladores de servicio pesado son impulsados ​​​​en su mayoría por sistemas hidráulicos; el costo de los componentes hidráulicos es relativamente alto; , y los circuitos de aceite también son relativamente complejos.

(2)Transmisión neumática. El sistema neumático es simple y de bajo costo. Es adecuado para ocasiones con ritmo rápido, carga pequeña y requisitos de baja precisión. Se usa a menudo para control de puntos, agarre, sujeción elástica y adsorción al vacío. pero el impacto es grave y el posicionamiento preciso es difícil; es fácil de mantener y puede usarse en ambientes hostiles como altas temperaturas y polvo. No se verá afectado por fugas. Tiene aplicaciones en manipuladores especiales de tamaño pequeño y mediano. robots.

(3) Eléctrico. Existen métodos de accionamiento eléctrico como motores asíncronos, motores CC, motores paso a paso o servomotores. El motor es fácil de usar y con la mejora de las propiedades del material, el rendimiento del motor ha mejorado gradualmente. Actualmente, es principalmente adecuado para cargas medianas, especialmente robots industriales y diversos microrobots con movimientos complejos y trayectorias de movimiento estrictas.

(4) Freno:

Freno y su función: El freno es un dispositivo que convierte la energía de la parte mecánica móvil en energía térmica y la libera, reduciendo o deteniendo así la velocidad mecánica en movimiento. Se puede dividir aproximadamente en dos categorías: frenos mecánicos y frenos eléctricos. En el mecanismo del robot, las situaciones en las que es necesario utilizar los frenos son las siguientes:

① Parada instantánea en circunstancias especiales y la necesidad de tomar medidas de seguridad

② Durante un corte de energía, Evite que la parte móvil se deslice hacia abajo y dañe otras partes del dispositivo.

Frenos mecánicos:

Los frenos mecánicos incluyen frenos de carga automáticos en espiral, frenos de disco, frenos de zapata y frenos electromagnéticos. El más típico es el freno electromagnético.

Los servomotores se utilizan a menudo en sistemas de accionamiento de robots. Las características del propio servomotor determinan que el freno electromagnético sea un componente indispensable. En principio, este tipo de freno es un freno de disco frenado por la fuerza del resorte. El freno se abre solo cuando la corriente de excitación pasa a través de la bobina. En este momento, el freno no tiene efecto de frenado cuando se desconecta la fuente de alimentación. No hay corriente de excitación en la bobina, el freno se abre en modo normalmente cerrado en estado de frenado bajo la acción de la fuerza del resorte. Por lo tanto, este tipo de freno se denomina freno electromagnético sin excitación. Y debido a que este tipo de freno se usa a menudo en situaciones de frenado de seguridad, también se le llama freno de seguridad.

Freno eléctrico

Un motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Por el contrario, también tiene la función de generación de energía de convertir la energía mecánica giratoria en energía eléctrica. En otras palabras, el servomotor es un dispositivo de conversión de energía que puede convertir energía eléctrica en energía mecánica y también puede lograr el frenado mediante su proceso inverso. Pero para varios tipos de motores, como motores de CC, motores síncronos y motores de inducción, se deben utilizar circuitos de frenado adecuados respectivamente.

3. Mecanismo de control

El núcleo de la construcción de una plataforma robótica es establecer un sistema de control del robot. Primero, debe seleccionar una plataforma de hardware. La plataforma de hardware del sistema de control tiene un gran impacto en la apertura, el método de implementación y la carga de trabajo de desarrollo del sistema. Las plataformas de hardware de sistemas de control utilizadas generalmente deben cumplir los siguientes requisitos: el sistema de hardware se basa en un mecanismo de bus estándar y es escalable; la estructura de hardware tiene las capacidades informáticas en tiempo real necesarias; el sistema de hardware es modular, lo que facilita su adición o instalación; cambiar varias interfaces, sensores y computadoras especiales de bajo costo. Hasta ahora, las plataformas de hardware de los sistemas generales de control de robots se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: sistemas basados ​​en el bus VME (Versamodel Eurocard, el bus industrial de estándar abierto de 32 bits de primera generación lanzado por Motorola en 1981) y sistemas basados ​​en el Autobús de PC. En los últimos años, con el rápido desarrollo del rendimiento de la PC, la confiabilidad ha mejorado enormemente y los precios se han reducido significativamente. Los sistemas de control con PC como núcleo han sido ampliamente aceptados en el campo del control de robots.