Моделирование технологических узлов манипулятора робота и программы компьютерного трехмерного проектирования.
Выполнил ученик
9 класса
Филиала МБОУ Сосновской СШ №2
«Давыдковской ОШ»
Коротин Матвей
Понятия «робот», «робот-манипулятор»
Робот-манипулятор – это тип промышленного робота. Они могут выполнять функцию человеческой руки. При совокупности соединений деталей манипулятора происходит вращательные и поступательные движения.
Робот – это устройство, выполняющее автоматические задачи или по заданной программе. В роботы встроены камеры и датчики, для ориентации в пространстве без помощи человека. Роботов создают, чтобы облегчить труд человека.
Роботы распознают, понимают и меняют окружающую среду. Каждый год сфера деятельности роботов расширяется. Внедряют новейшие программы для того, чтобы роботы могли выполнить более точные действия: собрать автомобиль, отсортировать мусор, выбрать только спелые плоды при сборе урожая.
Устройство роботов в программе
компьютерного трёхмерного проектирования
Привод руки манипулятора
Рука манипулятора
Датчик обратной связи
Захватываемое устройство
Кисть манипулятора
Колонна
Несущая конструкция
Блок управления пультом
Робот состоит из исполнительных устройств (манипулятора) и устройств программного управления. Манипулятор робот выполняет все двигательные функции.
Понятия «деталь», «узел»
Деталь – это изделие, которое является частью машины или какой-либо конструкции. Изготавливаются детали из однородного материала, для которых не требуется применение сборочной операции.
Узел – это совокупность нескольких деталей, соединённых между собой, которые выполняют конкретную функцию машины, их закрепляют к общей конструкции в собранном виде.
Деталь и узел – это механическая конструкция, которую активно используют при создании роботов.
Детали изготавливают из пластика, металла, дерева, а так же из любого вида материала. Можно сделать любую форму и размер, в зависимости от того, какой будет конструкция машины. Разные детали имеют разное назначение.
Устройство управления робота в программе
компьютерного трехмерного проектирования
Устройство управления робота – это формирование и выдача управляющего воздействия манипулятору в соответствии с управляющей программой: система управления, информационно-измерительная система с устройством обратной связи и система связи.
Опорные, несущие конструкции используются при размещении всех устройств и агрегатов робота, обеспечивают необходимую прочность и жесткость манипулятора. Опорные конструкции многообразны их выполняют в виде основания, корпуса, стойки, колонны, металлоконструкции, тележки, портала.
Манипуляционная система
Манипуляционная система робота –
это взаимосвязь звеньев, связанные между собой, образуя пространственный механизм с разомкнутой кинематической цепью.
Кинематическая пара – это соединение двух соприкасающихся звеньев, которые совершают определенные относительные движения.
Звено механизма – деталь, в процессе движения она взаимодействует с другими звеньями и остается жёсткой, не меняет свои размеры и форму.
Структурная схема механизма – это графический рисунок с условными обозначениями звеньев и кинематических пар без указания размеров звеньев.
Общий вид манипулятора и его структурная схема
1 – неподвижное звено (основание или корпус);
2 – колонна манипулятора;
3 – каретка;
4 – рука манипулятора;
5 и 6 – кисть манипулятора;
6 – рабочий орган (механический схват);
7 – захватные элементы (губки);
I, II, III – переносные движения;
IV, V – ориентирующие движения;
VI – внутреннее движение.
Устройство передвижения манипулятора
Исполнительное устройство
Устройство
передвижения
Манипулятор
Рабочий
орган
Внешняя
среда
Датчики
состояния
робота
Устройство управления
Датчики
соединения
среды
Пульт
обучения
Пульт
управления
Привод
Привод служит преобразованием подводимой энергии в механическую подвижность исполняемых звеньев манипулятора в соответствии с командным сигналом, который поступает из системы управления (энергоустановка двигателя и передаточный механизм).
Система связи
Система связи необходима, чтобы обеспечить обмен информацией между роботом и оператором и технологическими устройствами для осуществления заданий, контроля системы самого робота и технического оборудования, диагностики неисправностей.
Классификация манипуляторных роботов
Классифицируют роботов по самым различным признакам:
область применения,
производственно-технологические особенности,
специализация,
вид базовой системы координат,
грузоподъемность,
величина линейных перемещений,
объем рабочей зоны,
класс точности,
возможность передвижения (мобильность),
тип привода,
способ установки на рабочем месте,
тип системы управления,
способ программирования и др.
Области применения манипуляторных роботов
Логистическая сфера. Робототехника для автоматизации логистических цепочек активно внедряется на склады, почтовые терминалы, в торговые центры. Интегрируется в зоны отгрузки продукции на промышленных предприятиях. Она выполняет разные задачи: сортирует товары, упаковывает посылки, загружает грузы на конвейеры и т.д. Пример — робот Yaskawa GP12, с помощью которого можно упаковывать грузы. Он также представлен в нашем интернет-каталоге.
Космическая отрасль. Автоматические устройства используются для сборки, сварки разных компонентов. Более совершенные модели выполняют ремонтные работы на орбите и участвуют в исследовательских миссиях. Например, Канадарм (Canadarm), установленный на МКС, используется для захвата грузовых кораблей и проведения ремонта.
Программы компьютерного трехмерного проектирования.
КОМПАС-3D
«КОМПАС-3D» — отечественная система трёхмерного моделирования, разработанная компанией «АСКОН». Предназначена для создания и редактирования трёхмерных моделей объектов, а также для разработки чертежей и документации.
Используется в различных отраслях промышленности, например: машиностроение (транспортное, сельскохозяйственное, энергетическое, нефтегазовое, химическое и т. д.), приборостроение, авиастроение, судостроение, станкостроение, вагоностроение, металлургия, промышленное и гражданское строительство, товары народного потребления.
Autodesk AutoCAD
Autodesk AutoCAD- Универсальный инструмент для черчения и проектирования. С его помощью создают точные 2D-чертежи и детализированные 3D-модели — от схем квартир до сложных промышленных объектов.
Функции
Некоторые возможности AutoCAD:
2D- и 3D-моделирование. В основе 2D-проектирования — базовые геометрические примитивы (линии, дуги, окружности). Для работы с трёхмерными моделями AutoCAD предлагает несколько методов: твердотельное моделирование (создание объёмных объектов из базовых геометрических форм), поверхностное моделирование (построение и редактирование сложных трёхмерных поверхностей) и другие.
Визуализация. Позволяет видеть модель в различных ракурсах и создавать фотореалистичные изображения с настройкой освещения, материалов и текстур.
Параметрическое черчение. Позволяет создавать «умные» чертежи, в которых объекты связаны геометрическими и размерными зависимостями.
Tinkercad
Tinkercad — бесплатный веб-сервис для 3D-моделирования, разработанный компанией Autodesk. Запущен в 2011 году.
Функции
Некоторые функции Tinkercad:
Создание 3D-моделей из базовых примитивов. Пользователь перетаскивает кубы, сферы, цилиндры, торы и другие формы на рабочее поле и комбинирует их для получения сложных объектов.
Редактирование объектов. Встроенные инструменты позволяют изменять размеры, пропорции, положение и угол поворота, а также создавать вырезы с помощью инструмента «Hole».
Группировка и выравнивание. Несколько элементов можно объединять в единый объект и выравнивать относительно центров или граней.
