Елфимов, Сергей Анатольевич. Струйные захватные устройства адаптивных промышленных роботов

brief description

Елфимов, Сергей Анатольевич. Струйные захватные устройства адаптивных промышленных роботов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.07.- Воронеж, 1999

Воронежская государственная технологическая академия
На правах рукописи ЕЛФИМОВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
у СТРУЙНЫЕ ЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА АДАПТИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ
Специальность:
05.13.07 - Автоматизация технологических
процессов и производств,
05.17.08 - Процессы и ап$0§>здоьі химической
технологии
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискацие учёной степени
кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации БИТЮКОВ ВИТАЛИЙ КСЕНОФОНТОВИЧ.
Научный консультант:
доктор технических наук, профессор
ЧЕРТОВ ЕВГЕНИЙ ДМИТРИЕВИЧ.
ВОРОНЕЖ- 1999
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ
РОБОТОВ ДЛЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ 9
1.1. Перспективы развития гибких производственных
систем и автоматизации дискретного производства. 9
1.2. Анализ требований предъявляемых к разработке
захватных устройств промышленных роботов. 10
1.3. Классификация захватных устройств промышленных
роботов. . 14
1.4. Перспективы применения струйных захватных
устройств в гибких производственных системах. 17
1.5. Обзор конструкций струйных захватов. 18
1.5.1. Пневматический захват для плоских деталей. 18
1.5.2. Струйное захватное устройство для изделий типа
параллелепипеда. 21
1.5.3. Струйное захватное устройство для интегральных
схем. 22
1.5.4. Струйный захват для печатных плат. 24
1.5.5. Устройство для бесконтактной весовой
сортировки предметов с развитой поверхностью. 25
1.6. Струйные захватнеє устройства как средства
очувствления адаптивных роботов. 28
1.7. Задали исследования. 33
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУЙНЫХ
ЗАХВАТОВ АДАПТИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ 35
2.1. Общая постановка задачи. 35
2.2. Распределение давления в воздушной прослойке. 38
2.3. Влияние клинового зазора на распределение давления
в воздушной прослойке. 46
2.4. Аналитические соотношения параметров струйного
захвата. 54
2.5. Динамическое воздействие струи на поверхность
изделия. 57
2.5.1. Математическая модель воздействия
осесимметричной струи. 57
2.5.2. Математическая модель воздействия кольцевой
струи. 60
3. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСЯЗАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЦАПТИВНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА С ПОМОЩЬЮ СТРУЙНЫХ ЗАХВАТОВ 63
3.1. Определение массы удерживаемых изделий. 63
3.1.1. Измерение массы изделий по экстремуму давления в момент их отрыва от струйного захвата. 63
3.1.2. Контроль массы и сортировка изделий по высоте
воздушной прослойки между изделием и струйным захватом. 68
3.1.3. Весовая сортировка изделий по расстоянию между
торцом струйного захвата и верхней поверхностью изделия, при которрм происходит их захват. 73
3.1.4. Контроль массы и сортировка изделий по
характерному давлению в измерительном канале. 78
3.2 Контроль качества поверхности удерживаемых изделий.
85
3.3. Контроль площади поверхности удерживаемых изделий.
93
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУЙНЫХ ЗАХВАТОВ АДАПТИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ 98
4.1. Исследование распределения давления. 98
4.2. Исследование свойств струйных захватных устройств.
105
з
4.2.1. Исследование области срабатывания струйного
захвата. 105
4.2.2. Исследование толщины воздушной прослойки. 111
4.2.3. Исследование зависимости расхода воздуха через
струйное захватное устройство от качества поверхности изделий. 113
4.3. Методика обработки экспериментальных данных.
114
5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГИБКОМ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 116
5.1. Методика расчёта струйного захватного устройства
для промышленного робота. 116
5.2. Пример расчёта струйного захватного устройства.
119
5.3. Использование разработанных струйных захватных
устройств в роботизированном комплексе "робот - пресс"
на линии холодной штамповки элементов упаковки. 120
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 131
ПРИЛОЖЕНИЕ