Анализ и оптимизация модульных конструкций технологических роботов со сдвоенными шарнирами

• Автор: Макаров, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Диссертация
Макаров А.Б.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МОДУЛЬНЫЕ РОБОТЫ СО СДВОЕННЫМИ ШАРНИРАМИ
1.1. Развитие модульной конструкции роботов
1.2. Создание и область применения технологических роботов
со сдвоенными шарнирами
1.3. Особенности и преимущества конструкции сдвоенных шарниров. Основные характеристики
1.4. Научно-технические задачи работы
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТОЧНОСТНОГО АНАЛИЗА РОБОТОВ
2.1. Системы проектирования Silma и Deneb
2.2. Методы точностного анализа РТС
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ МОДУЛЬНЫХ РОБОТОВ СО СДВОЕННЫМИ ШАРНИРАМИ С ПОМОЩЬЮ AUTOCAD И EXCEL
3.1. Постановка технологической задачи робота и разработка конструкции манипулятора
3.2. Кинематический синтез структуры модульных роботов со сдвоенными шарнирами. Оптимизация положения и конструкции манипулятора с помощью AutoCAD
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ТОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ МОДУЛЬНЫХ РОБОТОВ СО СДВОЕННЫМИ ШАРНИРАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНОЙ АЛГЕБРЫ. '
4.1. Причины, вызывающие погрешность позиционирования
4.2. Математическая модель и точностной анализ конструкций модульных манипуляторов со сдвоенными шарнирами
Диссертация
Макаров А.Б.
4.3. Проведения точностного анализа с использованием
средств компьютерной алгебры
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ПРИМЕРЫ АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ МОДУЛЬНЫХ РОБОТОВ СО СДВОЕННЫМИ ШАРНИРАМИ
5.1. Процесс проектирования технологического модульного
робота со сдвоенными шарнирами для лазерной сварки
5.2. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Диссертация
Макаров А.Б.
ВВЁДЕНИЕ
Комплексная механизация и оптимизация производственных процессов является неотъемлемой частью современного развития и научно - технического прогресса и является предпосылкой для постоянного увеличения производительности труда.
Современное массовое производство уже не представляется без применения промышленных роботов и робототехнических комплексов. Применение роботов и манипуляторов в качестве передаточных звеньев между рабочими ячейками способствует увеличению производительности труда.
Особенно они являются незаменимыми в тех областях, где условия работы не позволяют участие человека. Это такие области, которые требуют не только высокой точности работы, но являются либо опасными для человека, либо монотонными, приводящими к повышенной утомляемости, а как следствие, уменьшению производительности и возможности получения производственных травм. Это окрасочное производство, сварочные и шлифовальные процессы в автомобилестроении, которые не требует высокой квалификации, но требует постоянного внимания.
Данные операции могут быть с успехом выполнены различными манипуляционными устройствами. В отличие от запрограммированного на выполнение отдельной задачи манипулятора, промышленный робот может и должен быть перепрограммируемым для выполнения различных задач.
Одним из важнейших показателей технических возможностей промышленных роботов является их надежность и ресурс. Повышенные требования к этим характеристикам определяются их ролью в автоматизированном производстве как средства замены рабочих.
Промышленные роботы по быстродействию в настоящее время уступают не только специальным автоматическим устройствам, но и человеку. Повышение быстродействия роботов обеспечивает увеличение

Диссертация
Макаров А.Б.
3. Описание области допустимых значений параметров, так как любой синтезируемый механизм должен удовлетворять ряду технических условий и ограничений. На оптимизирующие механизм параметры налагаются двусторонние ограничения, выход за которые приводит к явно нерациональным или недопустимым решениям.
4. Разработка математической модели - целевой функции, выражающей зависимости величины основного показателя качеств-от переменных параметров.
Эффективно осуществлять решение задачи точностного синтеза на основе реализации метода преобразованного механизма путем
моделирования значений погрешностей посредством датчиков случайных чисел позволяет система автоматизированного проектирования
механизмов АСПРОМ [46]. Здесь устанавливаются значения длин звеньев механизма, обеспечивающих минимальное значение оценочной функции.
В результате проведенных опытов (испытаний) получаются N экспериментальных функциональных зависимостей выходных переменных от обобщенных координат ср; Б = Б (ф). Полученные N экспериментальных зависимостей статистически обрабатываются и рассчитывается
оценочная функция, которая описывается в виде минимального
отклонения или среднеквадратичного от заданной величины:
К = гшп тах(/г - Дср:) ( 2.4.)
Данная методика позволяет решать и обратную задачу, если появляется необходимость устанавливать допуски и зазоры, которые обеспечивают оптимальное функционирование механизма. Изменяя интерактивно величины допусков и получая для каждого набора допусков значения оценочной функции, можно осуществить выбор таких значений допусков, которые отвечают предъявляемым требованиям точности. Этот набор допусков и характеризует технологию изготовления (класс точности) звеньев механизма.