Proceso de diseño de robots industriales

Robot Home ha aprendido que los robots industriales son productos mecánicos con un alto grado de automatización. Su proceso de diseño no sólo debe ajustarse al proceso general de diseño de productos mecánicos, sino que también debe tener sus propias particularidades.

Aquí analizamos principalmente el diseño del sistema mecánico de robots industriales y nos centramos en su proceso de diseño. La etapa de diseño del sistema mecánico del robot industrial se puede dividir a grandes rasgos en diseño general y diseño detallado.

El diseño general del sistema mecánico es una etapa clave en el diseño del robot, que determina en gran medida el rendimiento técnico, los indicadores económicos y la apariencia del producto.

El diseño estructural general se puede dividir en dos etapas: diseño del principio funcional y diseño estructural general. Los contenidos principales incluyen el diseño funcional, el diseño del esquema principal, el diseño general, la determinación de los principales parámetros técnicos y el análisis técnico.

Para los robots, los contenidos principales del diseño general del sistema mecánico incluyen: determinar los parámetros básicos, seleccionar métodos de movimiento, configuración del brazo (configuración), métodos de conducción y diseño de la estructura mecánica, etc., de la siguiente manera:

(1) Determinar la configuración básica, los métodos de conducción y control, y el número de grados de libertad del cuerpo del robot de acuerdo con las tareas y propósitos de trabajo del robot.

(2) Determinar el espacio de trabajo del robot de acuerdo con las tareas operativas del robot, la distribución espacial del lugar de trabajo, etc.

(3) De acuerdo con las tareas de trabajo del robot, planifique las acciones del robot, formule el ritmo de trabajo de cada grado de libertad, asigne el tiempo de cada acción e inicialmente determine la velocidad de movimiento de cada grado de libertad. .

(4) Con base en el espacio de trabajo del robot, determine inicialmente la longitud y el tamaño de cada parte del robot (cada brazo).

(5) Realizar un análisis de fuerza preliminar en el robot y seleccionar los parámetros básicos de cada componente de accionamiento de la articulación (selección y cálculo de motores y reductores) en función de los resultados del análisis de fuerza y ​​la velocidad de movimiento de cada uno. Para máquinas con velocidades más bajas se puede realizar análisis estático. Para máquinas con velocidades más altas, la fuerza de inercia de cada componente tiene mayor influencia, y se debe realizar análisis dinámico (Dinámica).

(6) Determinar la precisión de posicionamiento del robot de acuerdo con los requisitos de trabajo. La precisión del posicionamiento depende del método de posicionamiento del robot, la velocidad de movimiento, el método de control, la rigidez del brazo del robot, etc.

(7) Determinar los materiales, la estructura y la tecnología de procesamiento de cada pieza de acuerdo con los requisitos técnicos, luego verificar la resistencia mecánica, la potencia motriz y el peso de carga máxima de cada componente, y verificar la vida útil de cada uno; componente clave del robot. Determinar preliminarmente la estructura mecánica de cada componente.

(8) Escriba el diseño general del sistema mecánico del robot, recopile una declaración de misión técnica (diseño) y dibuje un diagrama general del sistema (borrador) y un diagrama simplificado (borrador).

Después del proceso anterior, se completa el diseño general del sistema mecánico del robot. A continuación, se debe realizar el cálculo del diseño del sistema mecánico del robot. El proceso es el siguiente:

(1) Derecha La estructura de los componentes clave se diseña en detalle y se realizan experimentos sobre la estructura, los materiales y los procesos clave de los componentes principales.

(2) Escribir instrucciones de cálculo de diseño y dibujar bocetos de los componentes principales.

(3) Diseñar todas las piezas y preparar los documentos de diseño. Lo anterior es el proceso general de diseño del sistema mecánico de robots industriales. A través del diseño y cálculo en esta etapa, se pueden determinar preliminarmente los requisitos de estructura, material y proceso de cada componente del robot, y se pueden completar el cálculo del diseño y los experimentos necesarios. Y se pueden completar los dibujos y dibujos de todos los componentes.

Además, los pasos anteriores a menudo deben cooperar entre sí y realizarse de forma transversal. El trabajo de diseño también requiere muchas revisiones y enfoques graduales para diseñar un robot industrial que sea tecnológicamente avanzado, confiable, económico, razonable y de apariencia hermosa.

Una vez completados los parámetros generales del robot, se puede realizar el cálculo del diseño del sistema de accionamiento del robot. Además de determinar el modo de accionamiento, el diseño del sistema de accionamiento también debe determinar el modo específico. parámetros del sistema de accionamiento.

(1) Rapidez. El tiempo desde que se recibe la señal de comando hasta que se completa la acción requerida por el comando debe ser corto para el servomotor.

Cuanto más corto sea el tiempo de respuesta a la señal, mayor será la sensibilidad del servosistema del motor y mejor será la respuesta rápida. Generalmente, el tamaño de la constante de tiempo electromecánica del servomotor se utiliza para ilustrar el rendimiento de respuesta rápida del servomotor. .

(2) La relación entre el par de arranque del servomotor y la inercia del propio motor es grande. Cuando el robot impulsa la carga, se requiere que el servomotor del robot tenga un gran par de accionamiento y un pequeño momento de inercia.

(3) Continuidad y linealidad de las características de control. A medida que cambia la señal de control, la velocidad eléctrica puede cambiar continuamente. A veces, la velocidad debe ser proporcional o aproximadamente proporcional a la señal de control.

(4) Amplio rango de velocidades. Se puede aplicar en el rango de regulación de velocidad de 1:1000-1:10000.

(5) Pequeño volumen, pequeña masa y pequeño tamaño axial.

(6) Puede soportar duras condiciones de funcionamiento, puede realizar frecuentes rotaciones hacia adelante y hacia atrás, operaciones de aceleración y desaceleración, y tiene una buena capacidad de sobrecarga en un corto período de tiempo. El reductor del robot debe tener las características de gran rigidez, alto par de salida, amplio rango de relación de reducción, pequeño espacio de retorno y buena lubricación. Actualmente, los reductores RV, reductores armónicos, reductores cicloides, reductores de engranajes planetarios, etc. se pueden utilizar en robots industriales. Entre ellos, los reductores de alta precisión con estructuras planas se ajustan más a los requisitos de los robots industriales y se utilizan ampliamente en la industria. robots medio.