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机器人机械手具有点位控制的气动传动装置的设计

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作者:JZ Editor来源:JZ Robot网址:http://pay-attention-secrets.com/h-nd-182.html

678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  带循环控制装置的气动机器人的定位点数目有限制。而限位开关又是保证定位精度的,用机械装置作为限位开关时,定点的数目受到限制,这是由于气动传动装置速度太高所致。


  若用吸合时间t=0.1~0.2秒的机床气动配流器,马达两个停车点之间最短行程为100毫米。这对马达对应的速度约为1米/秒。所以工业人执行马达在这种速度下,一个自由度的停止点数目最多是6~9个(视行程大小而定)。假若利用由几个行程不同的气缸串联而成的位置控制器,那么就可以增加定位点数目。例如,由三个气缸组成的位置控制器,就可有28=8个定位点。当在工业机器人机械手678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版中采用位置控制器时,应当注意到,在气缸的最小行程值等于位置控制器的步长的界限内时,不能调整定位点的位置。


  目前,世界各国都在研制具有点位控制的气动机器人。图1所示为列宁格勒加里宁工学院控制技术研究室研制的,一个自由度的点位控制机器人气动传动装置原理图。


气动传动装置原理


气动传动装置原理


678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  在定位点范围时,根据反馈传感器3的信号(参看图1)利用逆压实现传动制动。制动时执行机构运动速度下降。最小的稳定速度,即“爬行”速度,是**工作速度的5~10%。用制动装置2直接使马达保持在定位点上。西德的PAT公司研制的、具有点位控制的气动传动装置,用圆盘式电磁制动器保证速度降低到爬行速度。对于具有点位控制的一个自由度的液压和气动机器人机械手的价格进行,就可得出结论。气动的比液压的几乎便宜两倍。


678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  不论是具有循环式的还是具有点位式的控制装置,机器人的气动系统均包括有气动执行马达、配流器、调节器和能源。


  设计气动机器人的原始数据是执行马达运动时间(或Vm米/秒)、阻力(或负载)、启动和制动加速度值。所求的参数是气缸直径,管道的过流断面和安放在气缸工作腔与主气路或大气相通的管路上的装置的过流断面。


678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  在气动马达中**的困难是确定气缸中密封装置(活塞杆和活塞)的摩擦力。对于直径为50毫米的气缸,若留有某些保险系数,摩擦力可取为0.25ΡΩ。此处Р是气源压力,Ω是活塞面积。假若机器人机械手传动装置的活塞和活塞杆重量不超过10~20公斤,则运动部分的质量所引起的计算结果的误差不会太大。根据要有足够运动力克服阻力这一条件,可算出一些Ω值。任意取一个Ω值,使它大于计算的Ω值中的最小值。用选择气动马达输入、输出端有效过流横断面的方法,能够保证活塞具有给定的运动速度。


678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  动态计算使得每个自由度选择出的参数更加精确。动态计算也包括确定工作循环时间和确定过渡过程特性。计算时首先要研究准备的数据,其中包括配流器吸合时间,增高压力后压力波传播时间以及当执行机构不动时,气体充满动力气缸工作腔所需的时间。在活塞不动时,用被压缩的气体填充动力气缸的工作腔,一直要充到这个腔内压力值达到P=F/Ω为止,其中F是总负载,活塞开始移动。


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