Електроприводи промислових роботів

Електричний привід у промислових роботах за останні роки одержує все більш широке застосування, що пояснюється рядом його переваг у порівнянні з гідро- та пневмоприводами. Електроприводи прості в експлуатації, мають більш низький рівень шуму, у них відсутні трубопроводи.

У промислових роботах застосовуються електроприводи дискретної (релейної) і безперервної дії. Електроприводи дискретної дії, не регульовані в процесі роботи, найбільше прості і складаються з редуктора й електродвигуна, який вмикається в мережу за допомогою реле або пускача. Граничне положення вихідного органу робота з таким приводом фіксується або упором (якщо двигун допускає роботу на “упор”), або кінцевим вимикачем. Передача руху від двигуна до робочого органу здійснюється через редуктор, що понижує частоту обертання і збільшує обертовий момент, а іноді ще і перетворює обертальний рух в поступальний за допомогою передачі “гвинт-гайка” або рейкової. У електроприводах безперервної дії застосовують електродвигуни з регулюванням їхньої частоти обертання, наприклад двигуни постійного струму незалежного збудження, що володіють високими регулювальними властивостями. Одна з специфічних особливостей роботи електроприводу промислового робота — змінне навантаження на валу двигуна. Щоб швидкість переміщення виконавчого органу робота в умовах змінного навантаження залишалася практично незмінною, необхідно застосовувати в електроприводі або двигун з жорсткою механічною характеристикою, або використовувати в схемі керування двигуном блок стабілізації частоти обертання. Висока точність переміщення виконавчого органу забезпечується застосуванням в електроприводі крокових двигунів. У цьому випадку точність відтворення роботом заданих рухів визначається величиною кроку двигуна.

image002

Рис.3.2.6. Пристрій модуля “мотор-палець”

Для промислових роботів, призначених для автоматизації операцій по переміщенню деталей і вузлів, доцільно застосовувати модулі. Модулі можна встановлювати окремо або компонувати з них нескладні конструкції промислових роботів. Показові приклади таких модулів — модуль “мотор-палець” і модуль “мотор-рука”. Ці модулі прості за конструкцією і складаються з асинхронного двигуна, сполученого з редуктором, і вихідного штоку, виконуючого поступальний рух.

Модуль “мотор-палець” (рис.3.2.6) виконується на зусилля 50-200 Н із ходом штоку 15-50 мм. Статор 3 цього модуля має обмотку, при включенні якої в мережу створюється обертове магнітне поле. На зовнішній поверхні порожнистого вала 1 розташоване осердя ротора 2 з короткозамкненою обмоткою. На внутрішній поверхні вала 1 і зовнішній поверхні штоку 4 є різьба. При цьому шток 4 вкручується в порожнистий вал 1, як гвинт у гайку. При включенні двигуна обертальний рух ротора 2 перетворюєся в поступальний рух штока 4. Внутрішній отвір фланця 5 має шпоночний паз, який запобігає обертанню штоку 4. При підході штоку до крайніх положень зусилля на штоці демпфірується пружинами, розташованими або безпосередньо в модулі, або поза ним. Якщо необхідно зафіксувати крайні положення штоку, то застосовують кінцеві вимикачі, які розміщуються поза модулем. На базі модуля “мотор-палець” при додаванні зажимного механізму, який приводиться в дію вихідним штоком модуля, виготовляється захоплюючий пристрій, який призначений для захоплення деталі при її транспортуванні. Наприклад, у захоплюючому клиноподібному механізмі (рис.3.2.7) деталь 5 захоплюється кліщами 4, що приводяться в дію клином 2, закріпленим на штоці 1 модуля “мотор-палець”. Для захоплення деталі шток 1 подають вперед і клин 2, входячи між роликами 3, затискає кліщами 4 деталь 5. При прямуванні штоку назад клин звільняє кліщі, що під дією пружини розтискаються.

image004

Рис.3.2.7. Пристрій захоплюючого клинового механізму

Модуль “мотор-рука” виконується на робочі зусилля до 10 кН із ходом, штоку до 800 мм. Принцип дії цього модуля аналогічний дії модуля “мотор-палець”, але конструктивно відрізняється через значне зусилля і великий хід штоку. Ротор 3 трифазного асинхронного двигуна (рис.3.2.8) через редуктор 4 обертає ходовий гвинт 7. Гайка 6 переміщується по ходовому гвинту і призводить в поступальний рух вихідний шток 1. Тарілчасті пружини 5 запобігають ударам штоку в його крайніх положеннях. Гальмо 2 фрикцінного типу з електромагнітним керуванням запобігає вільному вибіганні ротора при відключенні двигуна. Кінцеві вимикачі розташовують поза модулем.

image006

Рис.3.2.8. Пристрій модуля“мотор-рука

Для подальшого удосконалення модуля в ньому застосовують два двигуни на різні частоти обертання або один, двошвидкісний двигун: при наближенні штоку до заданої точки двигун переключається на меншу частоту обертання, що сприяє більш точній фіксації штоку в заданій точці. Для переключення двигуна з однієї частоти обертання на іншу використовують шляховий перемикач. Перспективно також використовувати в електроприводі промислових роботів лінійні асинхронні двигуни.

Застосування двигунів постійного струму в електроприводі промислових роботів забезпечує доброякісне регулювання частоти обертання й обертового моменту. Особливий інтерес представляють двигуни, які збуджуються постійними магнітами, що мають найбільш просту схему з’єднання і мінімальні габарити. Застосування двигунів постійного струму має ще і ті переваги, що дозволяє виконати промисловий робот автономним, забезпечивши його акумуляторною батареєю.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики”

Оставьте комментарий к статье