Технические характеристики промышленных роботов

Технические характеристики современных ПР можно подразделить на основные и дополнительные.

К основным техническим характеристикам ПР относятся номинальная грузоподъемность; число степеней подвижности; величины и скорости перемещения по степеням подвижности; рабочая зона, рабочее пространство и зона обслуживания ПР; погрешность позиционирования или отработки траектории.

Номинальная грузоподъемность ПР — наибольшее значение массы предметов производства или технологической оснастки, при которой гарантируются их захватывание, удержание и обеспечение установленных значений эксплуатационных характеристик. Для многорукого ПР номинальную грузоподъемность определяют как сумму грузоподъемностей всех его рук.

Для некоторых типов ПР важным показателем является усилие (или крутящий момент), развиваемое исполнительным устройством.

По величине номинальной грузоподъемности ПР подразделяются на сверхлегкие (до 1 кг); легкие (свыше 1 до 10 кг); средние (свыше 10 до 200 кг); тяжелые (свыше 200 до 1000 кг); сверхтяжелые (свыше 1000 кг). В настоящее время выпускают до 65 % моделей ПР легкого и среднего типов с грузоподъемностью от 5 до 80 кг.

Число степеней подвижности ПР определяют как сумму возможных координатных движений его рабочего органа или объекта манипулирования относительно опорной системы. Для некоторых типов ПР дополнительно учитывают число степеней подвижности захватного устройства, равное числу степеней свободы всех его звеньев относительно узла крепления к руке робота.

Среди степеней подвижности отдельного манипулятора различают переносные и ориентирующие. Переносные степени подвижности используются для перемещения рабочего органа ПР, ориентирующие — для его ориентации в рабочей зоне. Для перемещения объекта манипулирования в заданное место рабочей зоны без его ориентации достаточно трех переносных степеней подвижности, для полной ориентации — трех ориентирующих. Для переноса и полной пространственной ориентации необходимо шесть степеней подвижности; дальнейшее увеличение числа степеней подвижности повышает маневренность манипуляционной системы робота, улучшает динамику, однако усложняет конструкцию и программирование, снижает точность позиционирования и увеличивает стоимость ПР. Поэтому предпочитают ограничиваться четырьмя- пятью степенями подвижности; шесть и более применяют лишь в наиболее сложных технологических процессах.

По подвижности ПР подразделяются на три группы: малую (до трех степеней подвижности), среднюю (четыре — шесть) и высокую (более шести). Число степеней подвижности ПР в значительной мере определяет его универсальность. Современные ПР имеют обычно от двух до семи степеней подвижности: самые простые — одну-две; наиболее сложные — семь, иногда и более. В структуре современного мирового парка ПР преобладают конструкции с четырьмя и пятью степенями подвижности (63 %).

Учитывая все большее применение подвижных роботов, наряду со степенями подвижности манипуляционной системы робота следует рассматривать также степени подвижности устройств его передвижения, так называемые координатные. Величины и скорости перемещения рабочего органа по каждой степени подвижности характеризуют геометрию рабочего пространства ПР, а также особенности движения и ориентации переносимого предмета и определяются механикой манипулятора ПР и возможностями привода.

Величины перемещений по линейным координатам задаются в метрах, по угловым — в градусах или радианах; скорости выражаются в метрах в секунду для линейных и градусах (радианах) в секунду для угловых координат.

По величине линейного перемещения или хода рабочего органа различают ПР с малым (до 300 мм), средним (от 300 до 1000 мм) и большим (более 1000 мм) ходом.

Скорости перемещений звеньев манипулятора характеризуют важное качество ПР — быстродействие, от которого зависит время обслуживания технологического оборудования. Обычно скорости линейных перемещений рабочих органов манипуляторов не превышают 1 м/с, хотя имеются отдельные роботы со скоростями до 2 м/с и более. Угловые скорости движений рабочих органов находятся преимущественно в диапазоне 15...360 Vc (0,25...6,3 рад/с).