Таван тэнхлэгтэй шахах хэвлэх роботын механик бүтэц

Таван тэнхлэгт тарилгын механик бүтэц Хэвлэх роботНарийвчлалтай хөтлөлт ба үр ашигтай хамтын ажиллагааны үндсэн шинжилгээ

Орчин үеийн шахах хэвний автоматжуулалтад, таван тэнхлэгтэй шахах хэвлэх роботуудУян хатан, олон хэмжээст үйл ажиллагааны чадавхитай тул үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх, хөдөлмөрийн зардлыг бууруулах гол тоног төхөөрөмж болсон. Тэдний онцгой гүйцэтгэлийг хөтлөгч нэгжээс эцсийн эффектор хүртэл нарийн зохион бүтээсэн механик системээр удирддаг бөгөөд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн зохицуулалттай ажиллагаа нь роботын өндөр хурдтай атгах, нарийн байрлал тогтоох, нарийн төвөгтэй траекторын хөдөлгөөний гүйцэтгэлийг тодорхойлдог. Энэхүү нийтлэлд таван тэнхлэгтэй шахах хэвлэх роботын гол механик бүтцийн гүнзгий дүн шинжилгээ хийж, тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэл болон бүтцийн дизайны хоорондын дотоод холбоог илчилж, автоматжуулалтын шинэчлэлтийн явцад компаниудад илүү нарийвчлалтай тоног төхөөрөмж сонгох шийдвэр гаргахад нь туслах болно.

Үндсэн архитектур: Таван тэнхлэгт хөдөлгөөний системийн "Араг ясны хүрээ"

Таван тэнхлэгтэй шахах хэвлэх роботын механик бүтэц нь олон үетэй холболтын систем дээр суурилдаг. Гурван шугаман тэнхлэг (X, Y, Z)-ийг хоёр эргэлдэгч тэнхлэг (A ба B)-тэй хослуулснаар гурван хэмжээст хөдөлгөөний бүрэн хүрээг бий болгодог. Энэхүү архитектур нь уламжлалт гурван...Тэнхлэгийн роботууд, ер бусын хэлбэртэй шахах цутгамал эд ангиудыг боловсруулах, нарийн төвөгтэй хэвнээс эд ангиудыг салгахад мэдэгдэхүйц давуу талуудыг харуулж байна.

Шугаман тэнхлэгийн модулиуд: X тэнхлэг (хажуугийн хөдөлгөөн), Y тэнхлэг (урагш ба арагш суналт) болон Z тэнхлэг (босоо өргөлт) нь ихэвчлэн өндөр нарийвчлалтай шугаман хөтөч болон бөмбөлөг эрэгний хослолыг ашигладаг. Хөтөч нь нарийн газардуулгын гадаргуутай хатуурсан хайлшин гангаар хийгдсэн. Тохируулж болох урьдчилан ачаалалтай гулсагчтай хослуулан хөдөлгөөний үед 0.02мм/м дотор шугаман алдаа гарахыг баталгаажуулдаг. Бөмбөлөг эрэг нь самар ашиглан хөтлөгч мотортой шууд холбогддог бөгөөд эргэлтийн хөдөлгөөнийг шугаман шилжилт болгон хувиргадаг. Энэ нь уламжлалт тавиур болон арааны системээс хамаагүй өндөр дамжуулалтын үр ашгийг 90%-иас давж, эрчим хүчний алдагдлыг үр дүнтэй бууруулдаг.

Эргэлдэх тэнхлэгийн холболт: А тэнхлэг (бугуйн эргэлт) болон В тэнхлэг (гарын савлуур) нь нарийн төвөгтэй байрлалын тохируулгын гол элементүүд юм. Холболтын дотор өндөр нарийвчлалтай гармоник бууруулагчийг ашигладаг бөгөөд урвуу цохилтыг 1 нуман минутын дотор хянадаг. Хөндлөн холхивчийн радиаль болон тэнхлэгийн ачааллын багтаамжтай хослуулан тэдгээр нь хатуу эргэлтийн гаралт болон 0.1° байрлалын нарийвчлалыг хоёуланг нь хангадаг. Өндөр хурдны ажиллагааны нөхцөлд эргэлдэгч тэнхлэгийн динамик хариу урвалын хурд нь 500°/с хүрч, хурдан шилжилтийн үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангаж чаддаг.

Хөдөлгүүрийн систем: Хүчний гаралтын "булчингийн эд"

Таван тэнхлэгтэй роботын хөтлөгч систем нь "булчин" шиг ажилладаг бөгөөд тэнхлэг бүрийн хөдөлгөөнд нарийн хяналттай хүчийг өгдөг. Одоогийн байдлаар гол хөтлөгч шийдлүүдийг серво мотор болон stepper мотор гэж ангилдаг. Битүү гогцооны хяналтын давуу талуудтай серво хөтлөгч нь өндөр зэрэглэлийн шахах хэвний үйлдвэрлэлд давамгайлдаг.

Серво хөтлөгч төхөөрөмжүүд нь серво мотор, кодлогч, драйвераас бүрдэнэ. Мотор нь ховор шороон байнгын соронз ашигладаг бөгөөд бага хурдтай үед ч өндөр эргүүлэх хүч, тогтвортой гаралтыг санал болгодог. Кодлогчийн нягтрал нь ихэвчлэн 20 бит хүрдэг (нэг эргэлтэд 1,048,576 импульс). Жолоочийн PID хяналтын алгоритмтай хослуулан энэ нь ≤0.01 мм байрлалын хяналтын алдааг бий болгодог. Өндөр хурдтай эд ангиудыг салгах тохиолдолд серво системийн хурдатгал болон удаашруулах хугацааг 0.1 секундын дотор хянаж, мөчлөгийн хугацааг минутанд 120 циклээс хэтрүүлж болно.

Дамжуулах холболтын загвар: Хөдөлгүүрийн систем болон хөдөлж буй тэнхлэг нь уян хатан холбогч буюу синхрон бүсээр холбогдсон. Уян холбогч нь угсралтын буруу байрлалыг нөхөж, хөдөлгүүрт цохилтын ачааллын нөлөөллийг бууруулж чадна. Синхрон бүслүүртэй хөтлөгч нь алсын зайн цахилгаан дамжуулахад тохиромжтой. Тэдний полиуретан бүслүүрийн их бие болон ган утсан гол бүтэц нь 10,000 гаруй цагийн тасралтгүй ажиллах хугацаанд элэгдэл, эвдрэлийг тэсвэрлэхийн зэрэгцээ дамжуулалтын нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.

Эцсийн үр нөлөө үзүүлэгч: Үйл ажиллагааны харилцан үйлчлэлийн "гар"

Төгсгөлийн эффектор (атгагч) нь шууд харилцан үйлчилдэг бүрэлдэхүүн хэсэг юм Робот гар болон шахах цутгамал эд анги. Бүтцийн дизайныг бүтээгдэхүүний шинж чанарт тохируулан өөрчлөх ёстой. Нийтлэг төрөлд хийн атгагч, вакуум сорох аяга, соронзон төхөөрөмж орно. Үүний гол анхаарал нь роботын гартай хурдан шилжих, тогтвортой хамтын ажиллагаанд чиглэгддэг.

Төгсгөлийн эффекторын бүтэц: Хийн атгагч нь 5-500N тохируулж болох атгах хүчний хязгаартай хос поршений хөтлөгч ашигладаг. Энэ нь янз бүрийн материал, хэлбэрийн шахах цутгасан эд ангиудыг байрлуулахын тулд силикон эсвэл полиуретан хуруугаар тоноглогдсон. Вакуум сорох аяга нь -80кПа сөрөг даралт үүсгэхийн тулд Venturi генераторыг ашигладаг. Нэг атгагч нь 5кг-аас дээш ачааллыг багтаах боломжтой тул том, хавтгай хуванцар эд ангиудад онцгой тохиромжтой. Зарим өндөр зэрэглэлийн загварууд нь хурдан солих интерфэйсээр тоноглогдсон бөгөөд энэ нь солих хугацааг 30 секундээс бага болгож, олон төрлийн, бага хэмжээний үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангадаг.

Ачааллыг тэнцвэржүүлэх загвар: Ачааллын мэдрэгчийг төгсгөлийн эффектор болон шууны хоорондох холболтод суурилуулсан бөгөөд атгах жинг бодит цаг хугацаанд хянадаг. Ачаалал нь тогтоосон босго хэмжээнээс (ихэвчлэн нэрлэсэн ачааллын 120%) хэтэрсэн үед систем нь хамгаалалтын механизмыг автоматаар идэвхжүүлж, хөдөлгөөнийг зогсоож, хэт ачааллаас болж механик бүтцэд гэмтэл учруулахаас урьдчилан сэргийлэх дохиолол өгдөг. Энэхүү загвар нь роботыг 5-50 кг хүртэлх ачааг даах боломжийг олгодог бөгөөд жижиг электрон эд ангиас эхлээд том автомашины хуванцар эд анги хүртэлх үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангадаг.

Дэмжлэгийн бүтэц: Тогтвортой байдлыг хангадаг "их бие"

Тулгуурын бүтэц нь суурь, багана, дам нуруу зэрэг ачаалал даах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Хатуулаг болон хөнгөн загвар нь роботын хөдөлгөөний нарийвчлал болон эрчим хүчний хэрэглээнд шууд нөлөөлдөг. Орчин үеийн таван тэнхлэгтэй роботууд нь бүтцийн стрессийн тархалтыг оновчтой болгохын тулд хязгаарлагдмал элементийн шинжилгээг ашиглан модульчлагдсан загварыг ерөнхийд нь ашигладаг.

Материал болон материалын сонголт: Багана болон дам нурууг ихэвчлэн зэврэлт болон элэгдэлд тэсвэртэй байхаар аноджуулсан өндөр бат бэхтэй хөнгөн цагаан хайлшийн профайлаар (жишээ нь 6061-T6) хийдэг. Ган арматурыг гол ачаалал даах хэсгүүдэд суулгадаг бөгөөд нийт жинг 30%-иар бууруулж, ≤0.5мм/м статик деформацийг хангадаг. Суурь нь цутгамал төмрөөр хийгдсэн бөгөөд хөгшрөлтийн боловсруулалт нь дотоод стрессийг арилгаж, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг хангадаг.

Чичиргээ шингээгч болон хамгаалалтын загвар: Тулгуурын бүтэц болон газрын хоорондох холболтод цочрол шингээгч дэвсгэр суурилуулсан бөгөөд өндөр давтамжийн чичиргээний 90 гаруй хувийг шингээдэг. Олон давхаргат нейлон даавуу болон металл хүрээний нийлмэл бүтцээр хийгдсэн хөдөлгөөнт эд ангиудын эргэн тойронд эвхэгддэг хамгаалалтын бүрхүүл суурилуулсан. Эдгээр нь IP54 үнэлгээтэй бөгөөд шахах хэвлэх цехэд тоос шороо, тосны бохирдлоос үр дүнтэй хамгаалдаг.

Бүтцийн давуу талуудаас үүдэлтэй үйлдвэрлэлийн үнэ цэнэ

Таван тэнхлэгтэй шахах хэвлэх машины роботын механик дизайн нь эцсийн дүндээ үйлдвэрлэлийн үр ашиг, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулахад тусалдаг. Үүний олон тэнхлэгтэй холболт нь эд ангийг зайлуулах замын оновчлолын түвшинг 40% -иар нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй хэвэнд олон станцаас эд ангийг хөндийд саад учруулахгүйгээр нэгэн зэрэг барих боломжийг олгодог. Өндөр нарийвчлалтай байрлал (давтагдах чадвар ≤±0.05мм) нь эд анги болон хэвний хоорондох мөргөлдөөний эрсдлийг бууруулж, согогийн түвшинг 0.1%-иас доош бууруулдаг.