POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH
WYDZIAŁ MT
KIERUNEK MiBM
ZADANIE PROJEKTOWE NR 1
KONSTRUOWANIE KATALOGOWE MANIPULATORÓW
Zejma Daniel
Semestr VII
Specjalizacja MB6
TEMAT: KONSTRUOWANIE KATALOGOWE MANIPULATORÓW.
1. Opis istoty działania :
Korzystając z zasad konstruowania katalogowego, opracować konstrukcję manipulatora o następującym
schemacie kinematycznym:
Podstawowe działanie manipulatotra polega na przemieszczaniu obiektów (narzędzi obróbczych oraz obiekty obrabiane) na stanowisku obróbczym.obsługiwana przestrzeń określona jest przez wybrany układ manipulatora.
2. Dane sytacyjne:
wysięg siłownika liniowego h1=400[mm];
wysięg siłownika liniowego h2=90[mm];
wysięg siłownika liniowego h3 =90 [mm];
kąt obrotu siłownika obrotowego β=180[°];
wymiary obiektu manipulacji:
średnica dmax=40[mm];
długość lmax=120[mm];
obiekt manipulacji wykonany ze stali ρ= 7800 [kg/m3];
3. LITERATURA
Katalog GEMOTEC.
Katalog LINEARTEC.
4.OZNACZENIA.
h1 - skok h1;
h2 - skok h2;
h3 - skok h3;
O1 - kąt obrotu O1;
dmax - maksymalna średnica przemieszczanego obiektu;
lmax - maksymalna długość przemieszczanego obiektu;
ρ - gęstość materiału z którego jest wykonany przedmiot;
Vp - objętość przemieszczanego przedmiotu;
M.p - masa przemieszczanego obiektu;
g - stała grawitacji;
Go - ciężar przemieszczanego obiektu;
μo - współczynnik tarcia ( stal - stal );
5. Obliczenia.
Przyjęto |
Obliczenia |
Wynik |
Przyjęto |
1.Siła jaką muszą wywierać szczęki manipulatora na przedmiot aby mógł on być manipulowany :
Przy doborze tej siły należy wyznaczyć największą siłę jaka będzie powodowała wytrącenie przedmiotu manipulowanego ze szczęk. Prędkość maksymalna w ruchu liniowym : V = 600 [mm/s] = 0.6 [m/s] Droga jaką przebywa przedmiot manipulowany : S = 400 [mm] = 0.4 [m] Czas potrzebny na przebycie tej drogi z maksymalną prędkością :
G = ( m. + m. ch +m 01 )⋅g
Siła bezwładności występująca przy ruchu liniowym :
F = m⋅a
Siła odśrodkowa występująca w ruchu obrotowym :
Wyznaczenie siły nacisku N z jaką powinien oddziaływać chwytak na przedmiot manipulowany : Materiałem szczęk jest drewno o współczynniku tarcia μ = 0.6 .Siła wypadkowa musi być większa od dwóch sił tarcia występujących na szczękach chwytaka : F w < 2⋅T
T = μ ⋅N Obliczenia |
V = 0.6 [m/s]
S = 0.4 [mm]
t = 0.66 [s]
a = 0,91 [m/s2]
G = 39.68 [N]
F = 13.14 [N]
F0 = 10.84 [N]
Fw = 46.36 [N]
Wynik |
1.Układ wsporczy. 2.Moduł liniowy L1. 3.Moduł liniowy L2. 4.Moduł liniowy L2. 5.Moduł obrotowy 01. 6.Chwytak
|
2.Układ kinematyczny manipulatora.
|
|
Przyjęto |
2.1.Przestrzeń robocza manipulatora.
Obliczenia |
Wynik |
d =40 [mm] l = 120 [mm] ρ = 7.8 [g/cm3] g = 9.81 [m/s2] |
3.Wymagana siła chwytu. 3.1. Masa i ciężar przemieszczanego obiektu.
MP = VP ⋅ ρ =150,72*7,8=1,75[kg] GO = MP ⋅ g =1,75*9,81=11,526[N] |
VP=150.72[cm3]
MP = 1.175[kg]
GO =11.526 [N] |
n = 2 μ = 0.17 |
3.2 Siła chwytu przemieszczanego obiektu.
|
Fchc = 135.6 [N] |
Przyjęto |
Obliczenia |
Wynik |
|
|
Frow =16.136[N]
Fchn=325.44[N] |
Masa:5[kg] Skok:12mm P=8bar
αmax =180o
Przyjęto |
4. Wstępny dobór modułów konstrukcyjnych manipulatora. Dobór modułów na podstawie programu GEMOT 1 był niemożliwy do realizacji , dlatego wykorzystano do tego celu program GEMOTEC , zawierający katalog modułów konstrukcyjnych firmy GEMOTEC . Na tej podstawie wstępnie dobrano następujące moduły :
Podstawowe parametry chwytaka :
Podstawowe parametry chwytaka :
Obliczenia |
Wynik |
|
C) Moduł obrotowy RM110-W180 Podstawowe parametry modułu
Eges = 3.206316 [Nm];
Złączki o oznaczeniu
D) Moduł liniowy LM300-H400 Podstawowe parametry modułu :
E) Moduł liniowy LM50-H100 Podstawowe parametry modułu :
|
|
Przyjęto |
Obliczenia |
Wynik |
|
|
|
a = 78 b = 0.577 c = 0 d = 0 P = 6 [bar] H = 10 Fx = G p Mch1 =1,75 [kg] |
5.Manualny dobór modułów manipulatora na podstawie katalogu firmy GEMOTEC.
5.1.Moduł chwytaka imadłowego - wstępnie dobrano chwytak GM200.
Parametry chwytaka:
Obliczamy siłę chwytu:
F 2 =c - (H ⋅ d)=0-(10*0)=0
F = F 1 + F 2=599,896
Warunki weryfikacji zostały spełnione, ponieważ : F 1dop =599.896 [N] > Fchn =325.44 [N].
|
F1= 599.896[N]
F2 = 0 [N]
F =599.896 [N] |
H = 4 [mm] F = 337 [N] Mch2 =1.16 [kg] |
5.2. Modół chwytaka kleszczowego - wstępnie dobrano chwytak GM400 -180.
Parametry modułu :
Obliczamy siłę chwytu :
Warunki weryfikacji zostały spełnione, ponieważ : F 2dop =337.33 [N] > Fchn =325.44 [N].
|
F2 = 337.33 [N] |
|
|
|
13