Приводы промышленных роботов

Рабочие органы ПР приводятся в движение в основном электро-, пневмо- и гидроприводами, а также комбинированными видами приводов — электромеханическим, пневмогидравлическим, электрогидравлическим и др. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Электропривод обеспечивает хорошие динамические характеристики, повышенную точность позиционирования (менее ± 1 мм) и широкую маневренность. Для электроприводов используются электродвигатели постоянного тока дискового типа, имеющие систему сильного магнитного поля.

У отечественного напольного стационарного робота типа РТ-15, обслуживающего прессы для холодной листовой штамповки, горизонтальное перемещение рычажно-захватного устройства осуществляется от электродвигателя через кривошипно-кулисный механизм (обеспечивающий быстрый ход захвата при подаче заготовки и плавный — из рабочей зоны пресса), а его регулировка по высоте — от электромеханического привода.

В пневмоприводах ПР используются пневмоцилиндры для создания поступательного движения, пневмодвигатели — для вращательного, пневмопривод с крутящим моментом — для колебательного движения, пневмоклапаны — для управления и регулирования скорости перемещения и остановки поршня, а также электромагнитные клапаны, работающие на переменном (напряжение 100 и 200 В при частоте 50...60 Гц) и постоянном токе (напряжение 24 В, иногда 6 В) и управляющие одновременно одним—пятью каналами.

Управление пневмоприводами, которые используются для осуществления различных движений рычажно-захватных устройств роботов, выполняется весьма простыми способами, а скорость перемещения штока бесступенчато регулируется в прямом и обратном направлениях с помощью дросселей. Усилие, развиваемое на штоке пневмоцилиндра, зависит от давления сжатого воздуха и бесступенчато регулируется с помощью редукционных клапанов. Для роботов с пневмоприводом целесообразно применять также и систему управления на пневматике. К достоинствам таких приводов и систем управления относятся безотказность в работе, сокращение необходимой производственной площади (у электросистем аппаратура располагается в отдельном шкафу, у пневмосистем — непосредственно на механических узлах), низкая стоимость, простота обслуживания и ремонта. Хотя пневматический сигнал передается несколько дольше, чем электрический, но время переключения пневматически управляемого вентиля на 10...20 мкс меньше, чем электромагнитного вентиля.

Пневмопривод имеет сходный с гидроприводом принцип работы, но в нем отсутствует обратный трубопровод, что снижает эксплуатационные затраты. Гидро- и электроприводы имеют определенные достоинства (плавность работы и др.), однако пневмопривод в ряде случаев надежнее и проще в эксплуатации. Поэтому он широко применяется для осуществления всех движений рабочих органов робота. Для повышения точности позиционирования и скорости движения рабочих органов робота с пневмоприводом вместо механических останавливающих устройств можно использовать сервоклапаны, управляемые заслонкой. Время фиксации сервоклапанов незначительно, в них отсутствуют незатухающие колебания благодаря компенсационной схеме, имеющей скользящую пружину, сопротивление и камеру. Для пневмоприводов, работающих от общей воздушной магистрали, требуется обязательная подготовка сжатого воздуха: очистка, удаление из него влаги, а также обеспечение постоянного давления.