CENTRUL UNIVERSITAR NORD DIN BAIA MARE FACULTATEA DE INGINERIE str. Dr. Victor Babe ş nr. 62A, 430083 Baia Mare, România tel. +40-362-401-266, +40-362-401-266, fax +40-262-276-153 +40-262-276-153
Programul de studii: Tehnologia Tehnologia Construcţiilor de Maşini
PROIECTAREA UNUI ROBOT INDUSTRIAL IN COORDONATE CILINDRICE
STUDENT,
COORDONATOR,
1.NOŢIUNI GENERALE 1.1. Definiţie Robotul industrial este definit în prezent ca un manipulator
tridimensional, multifuncţional, reprogramabil, capabil să deplaseze materiale, unelte, piese după traiectorii programate, în scopul efectuării unor operaţii diversificate de fabricaţie.
1.2. PRINCIPALELE APLICATII • • • • •
încărcarea şi descararea automată comanda numerică sudură prin puncte sau pe contur operaţii de asamblare turnarea în forme a pieselor mari controlul calităţii
a
maşinilor -unelte
cu
2. STRUCTURA
ROBOŢILOR INDUSTRIALI
4
3. SISTEMUL MECANO-CINEMATIC AL ROBOŢILOR INDUSTRIALI Z’
X’
Rot Z’ Z
Rot X’
MO MP Y’ Rot Y’ X
MGT- Mecanism generator de traiectorie
Tr Z Tr X
MGT
-rotaţ ie după axa Z (Rot Z) -translaţie după axa Z (Tr Z) -translaţie după axa X (Tr X)
O ZO
Rot Z XO
Y
RTT
MO – Mecanism de orientare -rotaţ ie după axa X’ (Rot X’) -rotaţ ie după axa Y’ (Rot Y’) -rotaţ ie după axa Z’ (Rot Z’)
OO
YO
RRR
MP – mecanism de prindere (prehensor) 5
3.CLASIFICAREA
ROBOŢILOR
3.1. Roboţi în sistem de coordonate carteziene
Volumul de lucru este paralelipipedic şi rezultă din modul de deplasare a cuplelor cinematice ale MGT în lungul celor trei axe x, y şi z ale unui sistem cartezian de coordonate. Cele trei cuple cinematice ale MGT sunt cuple prismatice de
tipul translaţie T. X Z X
Z Y
Z
6
3.2. Roboţi în sistem de coordonate cilindrice Volumul de lucru generat este un tor cilindric sau un sector de tor cilindric
Rot Z
X
X
Z
Rot Z
Z
3.3. Roboţi in sistem de coordonate polare (sferice) – Punctul caracteristic se poate pozitiona in orice punct al spatiului cuprins intre doua calote sferice – Cele trei cuple cinematice ale MGT sunt 2 cuple de tipul rotatie R si una de translatie T sau trei de rotatie. – Se subdivid in doua clase: • Roboti cu brat telescopic RRT • Roboti articulati RRR
X
Rot Y
Rot Z
4. PROIECTAREA ROBOTULUI 4.1. Capacitate portanta – manipularea de mase până la 15kg 4.2. Curse - cursa pe X: rază minimă 200 mm; rază maximă 1500 mm - cursa pe Z: min 990 max 1375 - rotaţie C : 320 grade
Z
X
C 9
5. PROIECTAREA AXEI DE TRANSLAŢIE X Principalele componente ale axei de translaţie X sunt: 5.1.Carcasa
5.2.Cilindru:braţ robot 5.3.Mecanism de transformare a mişcării :surub -piulita cu bile 5.4.Mecanisme de ghidare:role+coloane 5.5.Sistem de ungere 5.6.Elemente de actionare- motor pas cu pas
5.7.Elemente de legătură: cuplaje, flanşe de legătură 5.8.Lagăre: rulment, flanşe
10
5.1. Carcasa Carcasa este executata prin turnare din duraluminiu 7175 Suprafetele importante ale batiului sunt: -alezajele in care vor fi montate flansele de sustine a lagarelor. -bosajele care asigura montajul corect al organelor de asamblare
11
5.2.Cilindru-brat robot
Cilindrul este prelucrat din bară laminată şi este tratat termic prin cementare. Acesta realizează ajustaj alunecător cu braţul de susţinere. Cilindrul este prevăzut cu alezaj care asigură lubrifierea sa.
12
5.3. Mecanismul de transformare a mişcării surub-piulita cu bile
Şurubul cu bile este utilizat în aceasta construcţie deoarece asigură o precizie ridicată iar forţele de frecare sunt foarte reduse în compartie cu un alt tip de şurub.
13
5.4. Mecanismele de ghidare - role+coloane Mecanismul de ghidare este format din doua role si o coloana. El asigura paralelismul dintre surubul cu bile si bratul robotului.
14
5.5. Sistemul de ungere Sistemul de ungere asigura lubrifierea lagarului de alunecare format din bratul robotului si lagarul din carcasa de sustinere. Acest sistem este format din tija de ungere care patrunde in interiorul cilindrului si o bucsa de legatura intre tija de ungere si pompa de ulei.
15
5.6. Elemente de acţionare- motor pas cu pas
Elementul de acţionare este motorul de tip “ NEMA 34 86HS85”
16
5.7. Elemente de legătură: cuplaje, flanşe de legătură.
17
6. ROBOTUL INDUSTRIAL PROIECTAT Robotul industrial în coordonate cilindrice poate fi utilizat la
deservirea diverselor maşini unelte, preselor, la sudura prin puncte, pe contur sau la operaţiile de asamblare.
18
7. CONCLUZII. CONTRIBUŢII PERSONALE. PERSPECTIVE •
7.1. Concluzii
•
Roboţii industriali sunt utilizaţi tot mai mult în procesele de fabricaţie;
•
Alegerea tipului de robot se face în funcţie de domeniul în care se utilizează;
•
Robotul proiectat şi pus în funcţiune va fi util laboratorului de SFF.
•
7.2. Contribuţii personale
•
Am realizat un studiu bibliografic privind tema dată;
• Am stabilit sistemul mecano-cinematic al robotului în coordonate cilindrice; •
Am proiectat subansamblul axei de transalatie X cu toate părţile componente şi am întocmit desenele de ansamblu şi de execuţie. 19
7.3. Perspective -Se va urmări proiectarea sau achiziţionarea unui mecanism de orientare; -Proiectarea sau achiziţionarea unor cuplaje elastice
pentru reducerea vibraţiilor; -Proiectarea de prehensoare pentru creşterea utilităţii robotului
20
BIBLIOGRAFIE •
BIBU, N.,A., 1998, Managementu l sistemelo r flexib ile de mon taj,Editur a Sedon a,
Timișoara. •
BUZATU, C., 1988, Automatizarea şi robotizarea proceselor tehnologice,
•
Universitatea din Braşov. CONSTANTIN, B., ş.a. Sisteme flexibile de prelucrare prin aşchiere, Editura tehnică, Bucureşti.
•
DALOTĂ, M.D, 1998, Într epri nd erea viit or ulu i-Strategii
de imp lem entare, Editur a
Sedona, Timişoara. •
NICULESCU-MIZIL, G., 1989, Sisteme flexibile de prelucrare, Editura tehnică,
Bucureşti. •
RUSU, C., BRUDARU, O., 1990, Proiectarea liniilor de fabricaţie flexibile,
Editura tehnică, Bucureşti. •
TĂBÂRCEA, P., GIAUR, Gh., 1986, Sisteme de inteligenţă artificială şi roboţi, Editura Militară, Bucureşti.
21
VĂ MULȚUMESC PENTRU ATENȚIA ACORDATĂ !
22
