Roboty przemysłowe

Projekt chwytaka

Schemat nr 21

Piotr Dukacz

rok III, gr. 10 B

AiR, ImiR

Spis treści

Wstęp:

• Zagadnienie projektowe

Zakres projektu

1. Obliczenie ruchliwości chwytaka na podstawie zadanego schematu kinematycznego.

2. Analiza zadania projektowego, ustalenie listy wymagań oraz przyjęcie modelu obliczeniowego chwytaka

3. Wyznaczenie charakterystyki przesunięciowej chwytaka

4. Wyznaczenie charakterystyki prędkościowej chwytaka

5. Wyznaczenie charakterystyki siłowej chwytaka

6. Sprawdzenie metodą mocy chwilowych charakterystyki siłowej chwytaka na podstawie jego charakterystyki prędkościowej dla jednego zadanego położenia i porównanie wyników

7. Obliczenia wytrzymałościowe chwytaka przy maksymalnych obciążeniach

   Wstęp:

ZADANIE PROJEKTOWE:

Zaprojektować chwytak do manipulatora przemysłowego wg zadanego schematu kinematycznego spełniający podane wymagania:

• Obiektem chwytanym jest przedmiot z poprzedniego zadanie projektowego o wymiarach wyliczonych poprzez algorytm podany przez prowadzącego o materiale dobranym przez projektującego

• Zakres rozwarcia szczęk ma się zawierać w przedziale d – d/2

Przedstawienie obiektu chwytanego:

Obiektem chwytanym jest wydrążony walec. Do rozwiązania zadania projektowego wykorzystamy następujące informacje:

d = 99mm

d/2 = 49.5mm

materiał: mosiądz

masa: 3.646kg

Schemat kinematyczny mechanizmu chwytaka:

Wyznaczenie ruchliwości chwytaka:

Na powyższym schemacie widzimy utwierdzenie schematu kinematycznego w punktach

1, 12 oraz 4. Punkty 1 i 12 są to przeguby obrotowe, natomiast punkt 4 leży na prowadnicy również nieruchomej.

Schemat zawiera wyłącznie pary kinematyczne klasy piątej których jest 8.

Wyróżniamy 6 członów kinematycznych.

Obliczenie ruchliwości:

w = 3n − 2p5 − p4 n = 6, p5 = 8, p4 = 0

w = 3 * 6 – 2 * 8 =2

W naszym przypadku ruchliwość wynosi 2 a więc potrzebujemy dwóch siłowników pneumatycznych do napędu chwytaka.

Rysunek 1: Rozkład sił normalnych

Wyznaczenie siły chwytu i minimalnego wymiaru szczęki:

Rysunek 2: Rozkład sił tarcia podczas przytrzymania obiektu

Siła chwytu:

gdzie:

Qmax maksymalny ciężar obiektu manipulacji

2γ kąt nachylenia szczęk chwytaka

n wsp. przeciążenia chwytaka

μ wsp. tarcia między szczękami a obiektem

2γ = 120^○

n = 2

μ = 0.2

Na podstawie powyższego wzoru i danych wyliczono:

F_{ch max} = 155N

Minimalny wymiar szczęki:

gdzie:

emin minimalny wymiar szczęki

2γ kąt nachylenia szczęk chwytaka

Wyliczono:

emin = 28.6mm

Wyznaczenie wymiarów mechanizmu

Na podstawie dokonanych obliczeń oraz późniejszej analizy sił i przemieszczeń dobrano najkorzystniejszą geometrię schematu kinematcznego spełniającego kryteria jak najkorzystniejszego przełożenia siły pochodzącej z siłownika na szczęki chwytaka

Wyznaczenie charakterystyki przesunięciowej chwytaka

Charakterystyka przesunięciowa chwytaka y = f_p(x)

x – przesunięcie zespołu napędowego (tłoczyska siłownika)

y – przesunięcie końcówek chwytnych

f_p(x) – przełożenie przesunięciowe mecnanizmu chwytaka.

Charakterystykę przesunięciową obliczono analitycznie z użyciem metody wieloboku wektorowego

Rysunek 3: Wielobok wektorowy zbudowany na schemacie kinematycznym mechanizmu